超快（超短）激光器是指同時具有脈沖寬度小于15ps（皮秒： 10 －12秒），最大單脈沖能量小于30mJ，重復(fù)頻率在1kHz（部分激光器下1kHz以下）以上的激光器。如今超快（超短）激光脈沖的閃亮?xí)r間早已達(dá)到飛秒（fs），甚至阿秒（as）量級。

超快激光時間單位換算：

全球超快激光市場從工作物質(zhì)、脈寬和應(yīng)用三個方面進(jìn)行了細(xì)分。①根據(jù)工作物質(zhì)分為鈦藍(lán)寶石激光器、二極管泵浦激光器、光纖激光器和鎖模二極管激光器；②根據(jù)脈沖寬度，將市場細(xì)分為飛秒和皮秒；③基于應(yīng)用，市場細(xì)分為生物醫(yī)學(xué)、材料加工、光譜學(xué)和成像、科學(xué)和研究等等。

1985年，超短脈沖啁啾放大技術(shù)（CPA）的出現(xiàn)解決了鎖模技術(shù)下激光強(qiáng)度進(jìn)一步發(fā)展遭遇的巨大瓶頸，超快激光的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)入了一個新的階段。超快激光具備獨(dú)特的超短脈沖、超強(qiáng)特性，能夠聚焦到超細(xì)微空間區(qū)域，同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖，加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的“超精細(xì)”。超快激光在精細(xì)加工領(lǐng)域優(yōu)勢明顯：

● 超快激光加工的組織中沒有熔融區(qū)，沒有重鑄層，不產(chǎn)生微裂紋。

● 超快激光加工精度高，不受光的衍射極限的限制，具有很高的空間分辨性。

● 超快激光加工對材料沒有選擇和限制性，可以對任何材料進(jìn)行精細(xì)加工、修復(fù)和處理。

● 超快激光加工需要的脈沖能量閥值極低，一般只有毫焦耳量級，這決定了加工能量的低耗性。

● 加工過程不產(chǎn)生導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞的沖擊波，不損壞臨界的結(jié)構(gòu)組織。

圖1 超快激光加工優(yōu)勢

超快激光市場規(guī)?？焖僭鲩L

隨著3C、汽車、半導(dǎo)體、顯示面板等行業(yè)的快速發(fā)展，各行業(yè)對玻璃、陶瓷、OLED等材料的微精細(xì)加工要求越來越高。超快激光加工技術(shù)已經(jīng)成為精細(xì)加工領(lǐng)域的不二之選，大范圍應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域如精密加工、醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域。

圖2 超快激光應(yīng)用案例

與整個激光市場相比，超快激光市場份額相對較小，但其增長速度是整個激光設(shè)備市場增長速度的兩倍。以通快、相干、IPG、光譜物理、貝林、英諾、卓鐳激光等公司為代表的國內(nèi)外超快激光器應(yīng)用呈現(xiàn)了快速穩(wěn)健的增長。得益于超快激光技術(shù)進(jìn)步、對傳統(tǒng) CNC／皮秒加工設(shè)備的替換和各垂直行業(yè)中超快激光應(yīng)用的普及，超快激光在增材制造、微材料加工、精準(zhǔn)加工、精準(zhǔn)醫(yī)療、薄玻璃切割、微納加工等更多新型應(yīng)用領(lǐng)域需求不斷提升，2018年全球超快激光市場規(guī)模達(dá)到13.7億美元，增速達(dá)到44％。

圖3 2014－2018年全球超快激光器市場規(guī)模及增長情況（億美元）

全球超快激光器企業(yè)紛紛搶位

超快激光已經(jīng)成為了激光行業(yè)爭先研究、布局的新寵，無論是國外激光巨頭企業(yè)，還是國內(nèi)激光后起之秀，都在通過自研、兼／并購、產(chǎn)學(xué)研合作等方式進(jìn)入超快激光器或超快加工設(shè)備市場的布局。尤其是國際激光巨頭企業(yè)走在超快激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前端，以相干、光譜物理、通快、IPG、NKT、EKSPLA、Light Conversion、Lumentum、EdgeWave、Amplitude等公司為代表，占有全球近80％的市場份額。

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