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常用激光器种类及应用

染料激光器使用有机染料作为激光介质的激光，通常是一种液体溶液。相比气体的和固态的激光介质，染料激光器通常可以用于更广泛的波长范围内。由于有宽阔的带宽，使得它们特别适合于可调谐激光器和脉冲激光器。但由于其介质寿命短，输出功率受限，基本被钛蓝宝石等波长可调的固体激光器取代。当自发辐射所产生的光子通过半导体时，一旦经过已发射的电子—空穴对附近，就能激励二者复合，产生新光子，这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。

半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。体积小，价格低，，使用寿命长，功耗低，可用于电子信息、激光打印、激光笔、光通信、激光电视、小型激光投影仪、电子信息、集成光学等领域，是实用较重要的一类激光器。在物理学研究、激光聚变、光化学、光通讯等领域均有非常可观的前景。

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔／切割／焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、大型基础建设，作为其他激光器的泵浦源等等。有源光纤作为增益介质，其难度与作用大于无源光纤，国产化率也在同比提高。

自由电子激光器是一类不同于传统激光器的新型高功率相干辐射光源，它不需要气体、液体或固体作为工作物质， 而是将高能电子束的动能直接转换成相干辐射能．因此， 也可以认为自由电子激光器的工作物质就是自由电子。它具有高功率、率、波长的大范围调谐和超短脉冲的时间结构等一系列优良特性，除了它， 还没有一种激光器能同时具备这些特点。在物理学研究、激光聚变、光化学、光通讯等领域均有非常可观的前景。国内激光设备龙头公司包括大族激光（3C电子为主）、华工科技（切割焊接）、亚威股份（切割焊接）、帝尔激光（光伏激光开槽）、激光雷达、铂力特（激光3D打印）、光峰科技（激光显示）等。

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产业链：有能力实现国产化闭环

激光产业链从上游材料、器件——中游激光器——下游激光设备可分为三大环节：

1）上游为核心材料和器件，包括激光芯片、泵浦源、谐振腔、特种光纤等有源器件，合束器、隔离器等无源器件，晶体材料、半导体复合材料等介质材料等，除此之外还包括其他光学器件、电子元器件、机械元器件和激光控制系统；

2）中游为激光器，包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。国内激光器龙头公司包括锐科激光（光纤激光器）、创鑫激光（光纤激光器）、杰普特（光纤激光器）、华日激光（超快激光器）；海外激光器龙头包括IPG（光纤激光器）、nlight（光纤激光器）等；可以通过克尔介质的交叉相位调制效应使两个锁模激光器同步，腔内的两束脉冲在介质中相遇。

3）下游为提供不同工艺的激光设备，主要应用于激光切割、激光焊接、激光测量、激光显示、激光美容***等领域。国内激光设备龙头公司包括大族激光（3C电子为主）、华工科技（切割焊接）、亚威股份（切割焊接）、帝尔激光（光伏激光开槽）、激光雷达、铂力特（激光3D打印）、光峰科技（激光显示）等；芯片（泵浦源）方面，国产芯片已达到可正常使用的水平，但在技术上仍与进口芯片存在一定差距，目前国内超前的激光器厂商均主要采购Lumentum和贰陆激光的芯片及组件，芯片环节仍有待突破。海外激光装备龙头包括德国通快（激光装备）、Amada（激光装备）、瑞士百超（激光装备）、Velodyne（激光雷达）、A***L（激光装备）等。

激光新应用--石材加工

近几年，随着国内激光技术的飞速发展，激光器生产制造工艺的不断成熟，激光器应用行业也愈加广泛，并逐渐走进了我们的生活。从起初的科研，到如今较为普遍的3C，再到客户定制的各类个性化产品，激光加工应用切切实实的来到了我们的日常生活中。 本篇我们来讲一讲有关激光在石材方面的应用。一直以来，比较普遍的石材加工方式有打磨、喷砂、雕刻，但是这些加工方式，经过多年的实践应用，都存在或多或少的缺点。比如耗费人工大、产品一致性不高、加工精细度不够等问题。激光器：激光设备很核心的零部件激光被誉为“快的刀、亮的光、准的尺”。近几年，随着激光打标机在玉石加工行业的应用探索，紫外激光打标机已经能有效的解决部分问题。

比如：一、对于以往“喷砂”这道工艺极其耗费人力的问题。 激光打标工艺省去了刻字、贴纸、喷砂、去纸等工序。 二、对于“机械雕刻”工艺中容易产生裂纹的问题。 激光加工中的窄线宽、高峰值功率则能把裂纹控制在肉眼无法观察出的范围内。 三、对于“雕刻不能加工小尺寸图案”的问题。 激光雕刻机的窄线宽，高峰值功率也能很好的予以解决。如果注入电流足够大，则会形成和热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数反转。 实例：搭配贝林低功率紫外激光器（LP106 5W-40KHZ）的打标机加工圆形黑玛瑙。

为了追求加工速度，增加单位产能，盲目的提高平均功率是不可取的。玛瑙为黑色材质，对加工过程中产生的热量吸收较好，如果盲目增加平均功率，而不注意脉宽的压缩，只能使玛瑙吸收更多的热量，这样一会导致玛瑙表面开裂，二会使粉尘熔融粘在珠子表面，使材料报废。但是目前纳秒紫外脉冲激光器的脉宽基本是随着平均功率的增加而增大的，而且受限于目前的Q开关技术，纳秒激光器的脉宽窄也就在10ns以内。2）中游为激光器，包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。