激光加工行业未来发展趋势

激光加工行业市场开发:

激光产业在世界范围内发展迅速，目前已广泛应用于激光智能制造装备、生物医学美容、激光显示、激光雷达、高速光通信、人工智能、机器视觉与传感、3D识别、激光打印、科学研究等领域。激光广泛应用于各个行业，有些应用由于技术进步而逐渐衰落，比如光存储行业。然而，大部分应用长期以来都保持着新的状态，如通信、医疗美容、国防军事、仪器仪表等，甚至随着技术的进步也发现了一些新的应用，如光探测与测距(LiDAR)、增材制造(AM)、半导体光刻设备等。特别是在加工应用中，激光技术具有独特的特点，既可用于增材制造，也可用于减法制造，而且是非接触式加工，因此在制造业中占有重要地位。激光技术具有独特的特点，既可用于增材制造，也可用于减法制造，而且是非接触式加工，因此在制造业中占有重要地位。整个激光加工行业正朝着大功率、超短脉冲、智能化的方向发展。

随着全球智能化的发展，智能设备、消费电子、新能源等领域对激光的需求不断增长。以及医疗、美容设备等新兴应用的不断扩大，全球激光市场规模将继续保持稳定增长。

什么是半导体激光器?

半导体激光器，又称激光二极管，是利用半导体材料作为工作物质的激光器。由于材料结构的不同，不同类型的激光器生产的具体工艺相当特殊。常用的工质有GaAs、CdS、InP、ZnS等。半导体激光器的能量转换效率是所有激光器中最好的。一方面，它们可以作为光纤激光器、固体激光器等各种光抽运激光器的核心泵浦源。随着半导体激光技术在功率、效率、亮度、寿命、多波长、调制速率等方面的不断突破，半导体激光器被广泛而直接地应用于材料加工、医疗、光通信、传感、国防等领域。

光激半导体激光技术是以大功率激光二极管为激光激发光源，再以铝镓铟砷半导体材料为增益介质产生激光。该技术自开发以来已被广泛应用。它是该领域的新兴技术，它改变了固体激光技术波长限制的缺点。在光激半导体激光器技术中，通过半导体增益介质的控制和设计，可以产生近红外光波长从920nm到1154nm，再通过倍频或三频技术产生355nm到577nm。可见光波长。这些特殊波长已广泛应用于医疗、生命科学和工业领域。

激光加工的未来发展趋势:

超短脉冲和高峰值功率是固体激光器未来的发展趋势，适用于电路板焊接和金属薄板切割。激光功率越高，加工速度越快。采用二极管作为激发光源可以降低超短脉冲激光器的成本。在宏观加工部分，激光源功率越高，加工效率越高。在微加工部分，脉冲越短，工件上的热区越小，加工精度越高。在梳理了全球激光工业的发展趋势后，总结出激光加工未来的发展趋势将朝着功率更高、脉冲更短、价格更低的方向发展。

• 高功率激光器:
  激光加工的效率与工件本身的材料、激光的波长、激光的功率、脉冲时间等密切相关。提高激光功率一直是业界的所长努力的方向，特别是在宏观加工方面，如焊接、切割、熔覆等，激光功率也与加工效率高度相关。因此，功率翻倍可以使效率提高近一倍，加工时间减少50%，但成本可能只增加30%，这对生产线是有吸引力的。激光切割使用的激光光功率在过去几年从1KW增加到8KW，有的厂家甚至展出了10KW，激光金属切割用光纤激光光源向大功率发展已成为趋势。在焊接部分，120KW激光器是大功率激光器发展趋势的产物。用于国防和军事用途的激光器可以达到200KW的水平，因此不断发展更高功率的激光器是未来的趋势。
  从整个大功率激光产业的发展趋势来看，光纤激光器结合了光纤的波导特性和半导体的集成特性，具有光束质量好、效率高、散热好、结构紧凑、操作灵活等突出优点。代表了高功率、高亮度激光器的发展方向。另一个高功率激光器的趋势是直接二极管激光器(DDL)的使用。单个激光二极管的输出功率从毫瓦到几瓦不等，可以通过将单个激光器组合成棒状激光二极管和堆叠棒状激光二极管来提高功率。一个标准的激光二极管条纹是1厘米宽。技术进步使ddl在多模系统中产生超过20千瓦的输出功率，成本比相同功率的光纤激光器低25%左右。
• 超短脉冲激光器(ULP)
  超短脉冲(USP)激光器的特点之一是脉冲宽度很短，这是一种短激光。在激光技术领域，一般将时间宽度在皮秒(ps)，即10-10s (1ps =10-12s)到几飞秒(1fs =10-15s)之间的脉冲激光称为超短脉冲激光。超短脉冲激光器是皮秒激光器和飞秒激光器的总称。由于超短脉冲激光在科学和工程技术领域被广泛应用于超快动态过程的探测。如原子中电子态的激发，材料和电子器件的动态响应，各种爆炸冲击波的瞬态记录等。超短脉冲激光器脉冲激光器也常被称为超快激光器。
  超高速激光在工业上的应用更倾向于精密加工。由于很多精密元件不希望热效应影响产品质量，超短脉冲激光加工可以将热效应降到最低，因此有业内人士称之为冷加工。半导体、显示器等电子工业所需要的元件通常对产品质量要求较高，但在其他加工方法中很难避免热效应。因此，超短脉冲激光器是一个很好的选择。工业物联网和电动汽车需要大量的电子元件，包括无源元件、传感器、集成电路、功率元件等。因此，超短脉冲激光器在电子行业逐渐受到重视，未来将逐渐被应用于汽车、航空航天、生物医药、能源等领域，超短脉冲激光器的普及指日可待。

除了用于光刻，激光还适用于加工半导体晶圆。无论是切割、标记、钻孔、测量、退火还是去除工艺，都需要激光来完成这些半导体工艺。注塑加工具有相对优势。未来，随着激光高功率、超短脉冲等特性的发展趋势，激光器的价格将逐年下降，它将变得流行起来，许多应用将继续被发现。