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激光器的种类和用途

激光器发出的光质量纯净、光谱稳定可以在很多方面被应用。红宝石激光：起初的激光器是红宝石被明亮的闪光灯泡所激励，所产生的激光是“脉冲激光”，而非连续稳定的光束。这种激光器产生的光束质量和我们现在使用的激光二极管产生的激光有本质的区别。这种仅仅持续几纳秒的强光发射非常适合捉容易移动的物体，例如拍摄全息的人物肖像画，副激光肖像在1967年诞生。国内三大激光器生产商的供应商中，除了有凯普林、长光华芯等少数国产企业外，其他基本都是境外公司或其代理商。红宝石激光器需要昂贵的红宝石而且只能产生短暂的脉冲光。这是台气体激光器，这种激光器是全息摄影师常用的装备。两个优点：1、产生连续激光输出；2、不需要闪光灯泡进行光激励，而用电激励气体。激光二极管：激光二极管是当前为常用的激光器之一，在二极管的PN结两侧电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。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。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。当有源层内的载流子在大量反转情况下，少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射，造成选频谐振正反馈，或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时，就可从PN结发出具有良好谱线的相干光——激光。激光二极管的发明让激光应用可以迅速普及，各类信息扫描、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等，各类应用正在不断被开发和普及。

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激光器的介绍

激光器作为产业链中游环节，主要上游原材料为光学材料、光学器件等。光学材料中芯片、有源光纤等在原材料成本构成中占比较高，对激光器的生产成本有较大影响。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。中游为各种激光器及配套设备。下游激光加工设备的应用市场十分广泛，目前已渗透到消费电子、材料、半导体加工、汽车、船舶、通讯、***美容、军事等众多领域。

上游环节的芯片、光纤、高功率光纤光栅、热沉等光学器件是生产激光器产品的重要原材料。因此，本文将各类型的激光器进行了汇总，为大家逐一讲解各类激光器的特点及实际应用的情况。国内相关产业起步较晚，质量及稳定性难以满足市场需求，目前仍然主要以进口产品为主（含向国内代理商采购）。国内三大激光器生产商的供应商中，除了有凯普林、长光华芯等少数国产企业外，其他基本都是境外公司或其代理商。

2019年上半年，创鑫激光脉冲、连续激光器的无源光纤国产化率分别为89.91%、52.54%，杰普特无源光纤国产化率也达到90%。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。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。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。

随着飞机、汽车工业向复合材料的转变，高功率激光器渗透率的持续提升。

激光加工行业概述

激光可以对材料（包括金属与非金属）进行表面处理、切割、焊接、打孔及微加工等。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、可远距离加工、可自动化加工等显著优点，目前已成为一种新型制造技术和手段，被誉为“不磨损的加工工具”。

激光加工已广泛应用于电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、***器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、航空航天等行业，体现着一个***的生产加工能力、装备水平和竞争能力，因此激光加工行业是当今各个***较为关注和发展较为迅速的行业之一。激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔（见光学谐振腔）并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。

激光加工因激光束能量集中、稳定，特别适合于硬度大、熔点高等传统工艺方法较难加工的材料。按照不同的用途，激光加工可分为激光切割、激光焊接、激光打标和激光雕刻等几种。

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。从中国角度看，激光设备应用中工业占比为63%，工业激光设备中激光切割占比为31%。 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。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。产业和资本的结合更加频繁，进入2018年，随着光纤激光器在制造业的应用，产业和资本的合作更加频繁。 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。 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。激光器原理激光器除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同。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。