激光器

激光器很早是科学家 Gordon Gould在1958年搭建出来，但是直到1959年才发表相关文章，但在其申请专利的过程中却被拒绝了，因为他的导师就是maser（微波谐振腔） 技术的发明者Charles Townes（发明了产生微波microwave输出技术）。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。由于受到导师的影响专利一直没有被批复。直到1977年激光器的专利才在美国批准。长期的专利之战，反而对Gould更为有利，因为他获得专利的时候，激光器已经大规模应用，受专利保护期的限制问题，如果专利一申请就批复下来，因为应用不广泛，反倒赚不到太多钱了。

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”。整体来说，目前国内产业链的配套相比2018年之前有了比较大的改观。各类激光设备被广泛应用于材料加工、电子信息、航空航天、医学、军事、通讯等众多下行业。激光加工技术的出现和推广，改变了汽车、机械、消费电子等传统行业的生产加工模式，为光伏电池、锂电池等新能源技术的实现提供了支撑。

工业是激光的首大应用，其中激光切割占比高。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。从全球角度看，全球约42%的激光器用于材料加工（包括光刻）。其次为通讯，材料加工中切割占比高为35%，焊接为16%。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%。

激光器是用来产生激光的部件，是激光设备中核心的零部件。激光器的价值在成套激光加工装备总价值的20%-40%，甚至更高。

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。中游为各种激光器及配套设备。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。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、医学美容、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。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）。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。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%。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。StrategiesUnlimited发布的数据显示，2018年全球激光器市场规模约达137。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。

激光产业链

从产业经济性的角度来看，行业平均水平下激光器约占激光设备成本的30%-50%（采用高功率激光器的设备中占比更高），而材料和激光器件占激光器成本的60%-70%（低功率激光器中的占比更高），因此激光器是制约激光设备经济性的关键，而激光芯片、特殊光纤等激光器核心器件的价格走势则决定了激光器的经济性。激光器激光器发出的光信号进入光纤的途径主要有两种方式：直接耦合、透镜耦合，其中透镜耦合又分为单透镜耦合和多透镜耦合。

由于激光产业上游材料不具备稀缺资源属性，激光芯片等器件的技术门槛相较于半导体芯片较低，而中游激光器的技术核心集中在光学设计、工艺经验等集成能力，下游激光设备市场极为广阔且分散，因此国内的激光产业链未来有机会国产化闭环。目前激光产业链上游和中游的国产替代进程较快，中低端激光器件和激光器产品单价呈现明显的降价趋势：激光器件方面，2009-2017年IPG每瓦特的芯片成本下降了80%，年均降幅18%；海外激光器龙头包括IPG（光纤激光器）、nlight（光纤激光器）等。激光器方面，激光器单台价格每年降幅超过20%，带动激光装备价格逐年下降超过10%