激光器应用广泛，光纤激光器大有可为

2025-09-10 09:01

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激光技术起源于20世纪60年代，与原子能、半导体、计算机并称20世纪新四大发明之一。激光器是激光的发生装置，主要由激励源和具有亚稳态能级的工作介质组成。激励源为实现并维持粒子数反转产生跃迁辐射创造条件，激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。激光器一般包括增益介质、泵浦源和谐振腔三个部分。激光器可按泵浦方式、增益介质、运转方式、输出功率和输出波长进行分类。根据增益介质的不同，激光器可以分为固态（含固体、半导体、光纤、混合）、液体激光器、气体激光器等。由于稳定性好、功率较高、维护成本低，固态激光器的应用占绝对优势。固态激光器中，半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、低能耗等优点，已经成为现代激光技术发展的重要基础，具有战略性的发展意义。

激光器类型（可增益介质）

激光器类型	增益介质	主要特点
固态激光器	固体、半导体、光纤、混合	稳定性好、功率较高、维护成本低，适合产业化
液体激光器	化学液体	可选波长范围大，但体积大、维护成本高
气体激光器	气体	激光光源质量高，但体积较大，维护成本较高
自由电子激光器	特定磁场中的电子束	可以实现超高功率并输出优质激光，但制造技术和生产成本非常高

数据来源：观研天下数据中心整理

激光器分类（按细分增益介质）

增益介质		泵浦方法	振荡波长	震荡运转
液体	染料	光	紫外光~红外光	连续、脉冲
气体	氦氖	放电	可见光~红外光	连续
	惰性气体离子氦镉		紫外光~可见光	连续
	准分子		紫外光	脉冲
	CO2		远红外光	连续、脉冲
	化学	化学反应	红外光	连续
半导体	化合物半导体	电流	紫外光~红外光	连续、脉冲
固体	钕；钇铝石榴石镱；钇铝石榴石	光	红外光	连续、脉冲
固体	钛蓝宝石	光	紫外光~红外光	连续、脉冲
光纤	铒、镱、铥	光	红外光	连续、脉冲

数据来源：观研天下数据中心整理

显示光子类型下，半导体激光器可分为红、绿、蓝三色激光器。固态激光器中的半导体激光器可直接使用也可作为光纤激光器和固体激光器等其他激光器的泵浦。依据不同的光子类型，下游激光器类型众多。显示光子分为红、绿、蓝三色激光器，主要用于激光电视、激光投影、汽车车灯等领域。

半导体激光器类型

光子类型	激光器类型	应用领域
能量光子	光纤激光器泵浦	打标、雕刻、切割、焊接、金属3D打印等材料加工领域，应用于航空航天、汽车制造、船舶制造、钢铁冶金、3C电子、国防等
	固体及超快激光器泵浦	精密切割、打孔、剥离、去除、划片、调阻调频、微纳结构加工，应用于半导体微电子、显示面板与照明、航空航天、汽车、太阳能、3C电子、3D增材制造等
	直接半导体激光器	焊接、熔覆、淬火、表面热处理，应用于汽车制造、发电设备、3C电子、航空航天、高铁、钢铁冶金等
	生物医学用激光器	医美、理疗、手术、光动力
	定向能用激光器	科研与国防军事
信息光子	光通信激光器	接入网、主干网、数据中心；5G、物联网；
	硅光芯片	数据传输与运算
	激光雷达与探测器	3D人脸识别与辅助摄像、探测跟踪、安防监控、无人驾驶、机器视觉、测距和尺时测量
	传感器	液体、气体等物质传感器、接近传感器等
	中远红外、太赫兹激光器	检测与影像、光电对抗
显示光子	红、绿、蓝三色激光器	激光电视、激光投影、汽车车灯、激光照明等

数据来源：观研天下数据中心整理

激光器行业下游应用场景丰富，包括但不限于传统制造、汽车生产、重工制造、医疗美容、通信和航空航天等行业。从应用领域来看，材料加工与光刻、通讯与光存储、科研和军事、医疗和美容、仪器与传感器及娱乐、显示与打印占比分别为39.6%、24.5%、13.8%、5.7%、12.6%及3.8%。

数据来源：观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国激光器行业发展现状研究与投资前景预测报告（2025-2032年）》显示，激光设备下游应用以工业居多，工业激光器是广泛应用于材料加工、精密制造、半导体等领域的核心设备，因其独特的物理特性，在工业制造、精密加工等领域具有不可替代的优势。

工业激光器主要性能参数对比

对比项目	参数说明	CO2气体激光器	YAG固体激光器	薄盘激光器(固体)	光纤激光器	半导体激光器
波长μm	数值越小，加工能力越强	10.6	1.06	1.0~1.1	1.0~1.1	0.9~1.0
典型电光效率%	数值越大，效率越高，耗电越小	10	5	15	30	45
质量BPP(4/5kw)	数值越小，光束质量越好	6	25	8	<2.5	10
输出功率(kw)	数值越大，加工能力越强	1~20	0.5~5	0.5~4	0.5~20	0.5~10
输出光纤(μm)	数值越小，使用越方便	不可实现	600~800	600~800	20~300	50~800
冷却方式	方式越多，使用越灵活	水冷	水冷	水冷	风冷/水冷	水冷
占地面积(4/5kw)	数值越小，适应性越好	3m²	6m²	>4m²	<1m²	<1m²
体积	体积越小，适用场合越多	大	最大	较大	很小	很小
可加工材料类型	范围越广，加工适应性越好	高反材料如铜、铝不可	高反材料如铜、铝不可	高反材料亦可	高反材料亦可	高反材料亦可
维护周期(Khrs)	数值越大，维护越少	1~2	3~5	3~5	40~50	40~50
相对运行成本	数值越小，运行成本越小	1.14	1.80	1.66	1	0.8

数据来源：观研天下数据中心整理

工业领域是激光器应用占比最高的领域，其以高效、精确的特点，在金属切割、焊接、打标、钻孔等方面得到广泛应用，成为现代工业制造中不可或缺的工具。全球工业激光器应用市场结构呈现出高度多元化且技术驱动的特征，金属切割占据主导地位，焊接/钎焊、打标/雕刻等传统领域保持稳定增长，而超快激光、新能源、半导体等新兴领域正成为新的增长引擎。

数据来源：观研天下数据中心整理

21 世纪以来，我国发布多项政策大力支持激光行业发展，2009 年科技部发布《国家火炬计划优先发展技术领域》，提出要发展新型激光加工设备，包括大功率激光器、激光精密加工和蚀刻成套设备、激光切割设别等。2017 年我国将高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料以及稀土激光晶体等纳入到战略性新兴产业重点产品。

我国支持激光行业发展相关政策

时间	政策	内容
2009	科技部发布《国家火炬计划优先发展技术领域》	重点提出要发展新型激光加工设备，包括大功率激光器、激光精密加工和蚀刻成套设备、激光切割设别等。
2015	国务院发布《中国制造2025》	将智能制造作为主攻方向，推进制造过程智能化，在重点领域重点试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理，增材制造等技术和装备在生产过程中的应用。
2016	科技部发布《“十三五”国家科技创新规划》	加快研制具有自主知识产权的大功率光纤激光器。
2017	科技部发布《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》	实现高端产业激光制造装备的自主开发，形成激光制造的完整产业体系，促进我国激光制造技术与产业升级，大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。
2017	发改委发布《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》	将高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料以及稀土激光晶体等纳入到战略性新兴产业重点产品。
2020	发改委发布《加强“从0到1” 基础研究工作方案》	重点支持激光制造、光电子器件及集成、云计算和大数据等重大领域，推动关键核心技术突破。