2013光纖激光器市場將更加激烈

      【訊石光通訊咨詢網】新年伊始，在此訊石祝愿光通訊企業(yè)在新的一年里紅紅火火，財源廣進！展望2013年，也期待有更多的新的技術亮點出現(xiàn)。在這一年里，企業(yè)也將持續(xù)增強和固化傳統(tǒng)產品的優(yōu)勢，同時新產品的推出也成為不少公司準備出擊的“利器”，對于2013年我們充滿期待，相信將會是更加精彩的一年，其中光纖激光器也將成為持續(xù)關注的亮點。
       
        2012年不管是在國內還是在國外的展會上，光纖激光器一直是人們關注的焦點。除了國際上IPG、SPI、GSI、JDSU、ROFIN、相干和TRUMPF等公司意外，國內包括國科世紀、中科梅曼、武漢銳科、蘇州圖森激光、杰普特、昂納、創(chuàng)鑫激光、安揚激光等多家企業(yè)都進入光纖激光器領域。未來的激光市場將顯得更加的擁擠，同時隨著國內激光企業(yè)的發(fā)展，以后將直面國際光纖激光器公司的競爭。2013年隨著GSI、ROFIN以及相干等公司對光纖激光器更加重視，必然會加劇光纖激光器市場的競爭，但是就目前的形勢來看，IPG在2013年將繼續(xù)保持較強的競爭力，其領先地位不會出現(xiàn)明顯動搖。隨著競爭不斷加強，光纖激光器領域將會成為強者的舞臺！以下對目前光纖激光器情況做一個簡要介紹和分析。
      
        光纖激光器作為目前最為活躍的激光光源器件，是在EDFA技術基礎上發(fā)展起來的技術，它是激光技術的前沿課題。

　　早在1961年，美國光學公司的E.Snitzer等就在光纖激光器領域進行了開創(chuàng)性的工作，但由于相關條件的限制，其實驗進展相對緩慢。而80年代英國Southhampton大學的S.B.Poole等用MCVD法制成了低損耗的摻鉺光纖，從而為光纖激光器帶來了新的前景。

　　近期，隨著光纖通信系統(tǒng)的廣泛應用和發(fā)展，超快速光電子學、非線性光學、光傳感等各種領域應用的研究已得到日益重視。其中，以光纖作基質的光纖激光器，在降低閾值、振蕩波長范圍、波長可調諧性能等方面，已明顯取得進步，是目前光通信領域的新興技術，它可以用于現(xiàn)有的通信系統(tǒng)，使之支持更高的傳輸速度，是未來高碼率密集波分復用系統(tǒng)和未來相干光通信的基礎。目前光纖激光器技術是研究的熱點技術之一。

　　激光市場的競爭日益激烈。新技術、新應用以及現(xiàn)有技術的不斷改進都在不斷改變著市場的格局。誕生于60 年代，發(fā)展于90 年后的光纖激光器憑借著她的先天性優(yōu)勢不斷地擴充自己的地盤，全面向光通訊、大功率激光加工、激光醫(yī)學、生物技術擴張，特別是她在激光加工和光通訊方面的發(fā)展?jié)摿?，讓業(yè)界嘆為觀止，這位市場的新寵或許會在未來的某一天取代傳統(tǒng)激光器。

　　國際光纖激光器的主要生產廠家有IPG、SPI、GSI、JDSU、ROFIN和TRUMPF等公司。其中以IPG為代表，其光纖激光器占據著國際市場較大的市場份額。2012年在全球經濟不景氣的環(huán)境下，在剛剛結束的一個財季多數激光企業(yè)都出現(xiàn)了業(yè)績下滑，但IPG公司業(yè)績卻繼續(xù)保持著強勁的增長勢頭，TRUMPF也獲得了大幅增長。由此可見，光纖激光器作為新興的激光技術，越來越被人們所接受，充分展現(xiàn)了光纖激光器的競爭力。未來一段時間內光纖激光器仍將成為激光器領域的主流聲音，成為各大激光企業(yè)的必爭地。

　　2012年在全球經濟低迷不振的大環(huán)境下，激光器制造商在“經濟余震”中所經歷的不確定性和擔憂，在經濟大衰退之后的幾年內將依然存在。然而從長遠銷售預期來看，在很多幾乎不受地域或者全球性經濟衰退影響的領域，激光正在作為一種成熟的、對經濟增長發(fā)揮重要作用的技術，呈現(xiàn)出上揚態(tài)勢。盡管預計全球債務危機將會限制2013年的某些資本設備支出，但是激光器有望憑借“能實現(xiàn)制造自動化、提高效率、降低能耗，進而使企業(yè)在經濟風暴中更具競爭力”的優(yōu)勢脫穎而出。

光纖激光器發(fā)展動向

　　1)德國DILAS一體化半導體工業(yè)激光系統(tǒng)以傳導冷卻半導體激光BAR條為基礎，集成波長980nm，光纖400μm，功率高達500W 的模塊。此系統(tǒng)采用水冷模式，具有完善的電源和控制系統(tǒng)，并通過24V接口控制。

　　500W@400μm的COMPACT系統(tǒng)使用QBH高功率光纖輸出，光纖外包層幾乎沒有激光能量的損耗，是全光結構光纖激光器的理想泵浦源。在COMPACT系列中，輸出功率不高于100W 的激光器系統(tǒng)可采用SMA光纖輸出和全風冷結構。基于同樣的結構，德國DILAS一體化半導體激光器系統(tǒng)CoMPACT系列可提供波長從640nm到2200nm的各種一體化半導體激光器系統(tǒng)。此外，COMPACT系統(tǒng)提供了5m金屬鎧裝光纖、光學成像系統(tǒng)和激光安全指示燈。

　　2)美國StockerYale公司研制稀土光纖激光器OEM子系統(tǒng)。美國《軍事與航空航天電子學》2009年4月12日報道：美國StockerYale公司正在為一種摻雜稀土光纖激光器(rare-earth—doped fiber laser)技術提供子系統(tǒng)設計和制作樣機服務。

　　StockerYale公司將為這種光纖激光器交付一系列OEM子系統(tǒng)，其中包括用于種源放大的光纖預放大器(pre-amps)、高功率光纖放大器、調Q光纖激光器子系統(tǒng)、增益可調光纖激光器子系統(tǒng)、ASE光源、以及光纖激光器其他子系統(tǒng)。光纖中摻雜的元素包括鉺、鐿、釹、銩、以及其他稀土族元素。

　　3)美國Raydiance公司向海軍交付先進飛秒光纖激光器。美國《西部防務》2009年4月21日報道：美國Raydiance公司曾經開發(fā)出了世界上第一臺商用超快速激光器。2009年4月21日，該公司宣布向美國海軍部交付了一臺飛秒光纖激光器，其脈沖能量超過每個脈沖5OμJ，脈沖時間長達500飛秒，創(chuàng)造了1552nm人眼安全波長的世界紀錄。這臺激光器是Raydiance公司根據與美國海軍海上系統(tǒng)司令部(NAVSEA)之間一份價值幾百萬美元的合同開發(fā)并制造的。

　　據Raydiance公司總裁斯科特·戴維森(Scott Davison)介紹：“這種高能激光系統(tǒng)的交付不但是本公司，而且也是超快激光器業(yè)界的一座里程碑，它將開啟一系列新的防務和商業(yè)應用領域。我們的工程和制造團隊已經證明了，他們可以利用本公司的核心Discovery平臺技術來實現(xiàn)高脈沖能量，同時還能得到基于光纖的緊湊結構。我們視之為一項重大突破，它將推動緊湊光纖激光器產業(yè)向著毫焦級能量和千兆瓦峰值功率的性能邁進。”

　　傳統(tǒng)的超快速系統(tǒng)造價昂貴、笨重，并且除了在受控實驗室之外很難應用于其它環(huán)境。Raydiance公司利用軟件控制、光纖結構和計算技術，實現(xiàn)了適用于制造環(huán)境和野外部署的堅固而緊湊的平臺。為海軍交付的這種高能系統(tǒng)所包含的技術可以應用于Raydiance公司即將推出的民用產品。

發(fā)展分析

　　目前，高功率光纖激光器技術所取得的進展與高亮度光纖耦合激光二極管的進步緊密相關?；跇藴噬逃霉饫w、組件和976nm激光二極管，實現(xiàn)輸出波長為1μm的千瓦級光纖激光器。人眼安全光纖激光器技術的發(fā)展，基于摻銩光纖和790nm泵浦激光二極管技術，工作在2μm時，可實現(xiàn)千瓦級光纖激光器 。

　　1)高功率激光二極管泵浦模塊。激光二極管泵浦模塊與光纖激光器問的常用接口是直徑100~ 200pm的光纖尾纖，其典型的數值孑L徑為0.12～ 0.22。這些二極管尾纖通常被接人光纖合束器，以進一步提高泵浦功率。

　　為了實現(xiàn)千瓦級的輸出功率，光纖激光采用主振蕩功率放大(MOPA)結構，這需要具有更高功率(大于200W)的泵浦模塊。通過光學疊加和偏振耦合，可將多個單元(6～10個)耦合到單根直徑為200μm、數值孔徑為0．2的光纖中。例如，一個具有四個激光二極管陣列的976nm光纖耦合模塊，能通過200μm的光纖實現(xiàn)超過200W 的功率輸出。

　　2)1μm高功率光纖激光器?；谏逃霉饫w、泵浦合束器以及泵浦激光二極管的千瓦級高功率MOPA系統(tǒng)，可以實現(xiàn)225W 的功率輸出。六個泵浦模塊的總功率為1．2kW，并被組合入一個錐形光纖束，然后泵浦一根摻鐿(Yb)雙包層光纖，該光纖直徑為400μm，數值孔徑為0．46?；谀K的高斜率效率泵浦，這種光纖激光器比較容易實現(xiàn)具有單模光束質量，超過lkW 的功率輸出。

　　目前的千瓦級光纖放大器已在8GHz線寬下進行了測試，隨著受激布里淵散射技術被應用到更高的功率水平，千瓦級光纖放大器很可能將實現(xiàn)單頻線寬輸出。例如，高亮度976nm二極管的電光轉換效率約為45%，由此獲得的放大器總的電光轉換效率約為35%。

　　3)人眼安全光纖激光器。工作在人眼安全波段(波長約大于1．4μm)的高功率、高效率光纖激光器。目前，工作在2μm左右的摻銩(Tm)光纖激光器所取得的進展，已經使單個光纖激光器的輸出功率接近1kw。

　　實現(xiàn)上述1kw 功率的關鍵在于：對泵浦摻銩光纖的790nm激光二極管進行優(yōu)化，特別是要在較高的電光效率下實現(xiàn)所需的高功率和高亮度。例如，793nm的高亮度激光二極管的輸出功率超過20W，耦合到直徑為105μm的光纖中，電光效率高達超過40%。這種泵浦源加上Nufern公司有效的摻銩光纖技術(60%的斜率效率)，使人眼安全光纖激光器首次達到25%的(功率轉換)效率。

　　這種泵浦技術與高效率摻銩光纖的最新進展相結合，已經使人眼安全光纖激光器技術達到25%的(功率轉換)效率。

2012年光纖激光器繼續(xù)增勢喜人

　　除了通快以外，羅芬也在積極開展光纖激光器業(yè)務。羅芬2012年第四財季（截至2012年9月30日）的銷售額比去年同期下滑了13%，降為1.47億美元（年度銷售額下降了10%），這主要是受到宏觀材料加工疲軟的影響，另外材料微加工和打標應用也帶來了一些負面影響。羅芬在歐洲和亞洲的銷售額出現(xiàn)下滑，但在北美卻實現(xiàn)了增長。

　　羅芬看到了市場將持續(xù)疲軟的跡象，其預計2012年最后一個自然季度，來自半導體、電子和機床行業(yè)的銷售額在1.3-1.35億美元之間。與此同時，羅芬計劃在2013年優(yōu)化其高功率光纖激光器產品線的成本結構，進一步提升競爭力。羅芬于2008年收購了Nufern公司及其光纖激光器產品。

　　除了光纖激光器產品外，羅芬還走了一些新興技術的前沿。“一些新技術正在提升半導體激光器的光束質量，這讓我們看到了直接半導體激光器市場的興起。”羅芬公司技術總監(jiān)Ulrich Hefter表示，“預計半導體激光器、光纖激光器和盤片激光器這三種不同的技術，將在很長的一段時間內共存。”

　　光纖激光器技術繼續(xù)快速發(fā)展，無論是在低功率科研與超快領域，還是在高功率材料加工領域。“降低每瓦成本使工業(yè)生產過程更具成本效益，為激光器制造商帶來了巨大壓力。”法國CEOEOLITE System 公司CEO Philippe Metivier說，“這使得高功率光纖激光器市場的競爭空前激烈。”

　　IPG Photonics公司2012年第三自然季度（截至2012年9月30日）的總營收為1.56億美元，比去年同期增長21%，甚至超過了Newport公司同期1.43億美元的季度營收。在《財富》雜志評選的2012年增長最快的公司中，IPG排名第9位，其三年的平均年收入增長率為37%，利潤率增長為100%——如此堅挺的數字，不僅顯示了IPG公司的商業(yè)頭腦，而且也證明了光纖激光器獲得的成功。

　　“光纖激光器在全球范圍內的銷售額繼續(xù)走俏，尤其是在北美。”IPG公司工業(yè)市場副總裁Bill Shiner表示，“汽車和電池企業(yè)正在中國建廠，并指定使用IPG的激光系統(tǒng)。幫助汽車制造商滿足減排標準的高強度鋼部件，推動了激光器市場的發(fā)展。高強度鋼無法沖壓，因此激光切割將大展身手。”Shiner也非?？春煤教焓袌觯?ldquo;每架噴氣式發(fā)動機引擎需要300萬個精密孔用于冷卻；相比于傳統(tǒng)機械加工每秒2-3孔的鉆孔能力，激光鉆孔憑借每秒50孔的速度而在業(yè)內廣受歡迎。”Shiner補充說。

2013年各大廠家角逐光纖激光器

　　雖然在2012年經濟不景氣的因素持續(xù)影響著激光行業(yè)，最直接的結果就是國際各大主流激光器生產商在過去的一個財季業(yè)績都出現(xiàn)了明顯的下滑，有的甚至超過兩位數。反觀光纖激光器，作為光纖激光器領頭羊的IPG在2012年一直保持著高速的增長，這讓其他激光器生產商分外眼紅。為此在接下來的2013年，勢必會加快光纖激光器的競爭。同時也有一些企業(yè)進入到光纖激光器領域：

　　1、藤倉欲進軍光纖激光器

　　藤倉(中國)有限公司成立了新的光通信技術中心，將面向光通信建設、光部件工廠、大學、研究機關，實現(xiàn)熔接機和FTTH施工技術等方面的現(xiàn)地技術服務，來回饋廣大購買藤倉產品的客戶。光通信技術中心的成立時間是2012年的10月。

　　藤倉公司一直以來都與中國的光通信建設緊密相連，迄今為止在武漢、南京等地成立了6家經營光纖預制棒、光纖、光纜、光部件等產品的合資公司，對中國的光通信產業(yè)做出了貢獻。而藤倉公司生產的熔接機，以其高可靠性、低損耗、簡明的操作等特長得到了客戶的認可，無論在中國還是在全球市場其占有率都遙遙領先。 公司預計今后會在光關聯(lián)領域如光纖激光器、光纖傳感器等各種各樣的領域內謀求更大的發(fā)展。

　　2、器件商延伸產業(yè)鏈 昂納進軍光纖激光器領域

　　光網絡產品仍然是昂納最為核心的業(yè)務，但昂納已經顯示出向多元化經營轉變的決心。在2011年年報中，昂納執(zhí)行總裁表示，除了向40G以及100G可調光通信產品繼續(xù)發(fā)力外，還將考慮其他業(yè)務發(fā)展機遇。昂納計劃利用現(xiàn)有的技術平臺，逐步融入鄰近的市場，例如光纖激光器、光學辨別監(jiān)測及自動化市場。

　　據昂納2012年上半年財報，為持續(xù)提升光無源器件的研發(fā)實力并向周邊領域進軍，昂納今年加大了研發(fā)投入，并計劃在短期內在美國成立新研究所，加強開發(fā)新產品。上半年昂納研發(fā)投入3330萬港元，同比增長29.6%，占銷售收入比重達到9.1%。其中薪金成本為1480萬港元，同比增長86.9%，薪金的增長是昂納提高了研發(fā)薪酬和新增研發(fā)人員包括新業(yè)務部分研發(fā)人員開銷。

　　財報透露，昂納仍然在在各個范疇內不斷聘請專才，上半年成立了自動化部門和光纖激光器部門。昂納已經聘一位新副總裁主管自動化設備分部的研發(fā)工作，此外，光纖激光器部分預計將在第四季度推出產品。昂納表示這些業(yè)務日后將成為集團新的收入來源，并期望在未來五年，發(fā)展為多元化的高科技公司。

昂納是中國最早做光無源器件的公司之一，前身是開發(fā)科技光通信部門。昂納2000年剛成立時除了光無源器件，還有背投電視引擎和有線電視設備業(yè)務，隨后幾年昂納逐步將這些業(yè)務剝離，成為純粹的光器件公司，并于2010年在香港成功上市。上市兩年后，昂納開始以光器件技術平臺為基礎，向多元化業(yè)務進軍。此時的多元化策略，已經與剛成立時的多元化業(yè)務截然不同。希望在下半年，我們能夠看到昂納推出的光器件之外的新產品。

　　IPG光纖激光器業(yè)績大增，國際激光企業(yè)在2013年將更加重視光纖激光器業(yè)務：

　　3、羅芬看好光纖激光器

　　截止2012年9月30日，第四財季羅芬公司取得了1.475億美元的銷售額，與2011年同比下降了13%；凈利潤為5122萬美元，占銷售額的35%；2011年同期凈利潤為6027萬，占比36%；網絡利潤為1006萬，占比7%，2011年同期為1721萬，占比10%。

　　羅芬公司行政總裁Gunther Braun表示：“在經濟不景氣的宏觀條件下，能夠取得這樣的業(yè)績已經是不錯的了。其主要來源于機床、汽車、消費電子及醫(yī)療設備的需求推動。2013年公司將重點發(fā)展高功率光纖激光器項目，通過資產優(yōu)化，節(jié)省開支，提高產品的競爭力。”

　　4、GSI集團出售激光品牌重點發(fā)展光纖激光器

　　近日，GSI集團宣布將其部分激光業(yè)務以7百萬美元的價格，出售給深圳大族激光。

　　受宏觀經濟的影響，GSI集團積極采取應對措施，包括進一步的資產重組以及削減12家工廠的計劃。本次出售的激光業(yè)務就是其中一項，為此GSI集團在過去的幾個月間一直在尋找可靠的買家。

　　通過協(xié)議大族激光將獲得GSI集團Baublys Control激光品牌的使用權，大族激光并沒有購買GSI集團位于奧蘭多的激光系統(tǒng)工廠。GSI集團也將該廠房分開出售，預期將以6百萬美元的價格賣出。

　　為了實現(xiàn)集團的成功轉型，GSI還在為其半導體業(yè)務尋找買家。GSI曾對醫(yī)療市場做過詳細的調查，認為其有巨大的潛力。此次激光及半導體業(yè)務的出售，顯示了GSI集團對于專注醫(yī)療行業(yè)的決心。

　醫(yī)療市場將是GSI集團未來“三大戰(zhàn)略”其中一個，另外的兩個是光纖激光器及激光掃描解決方案。GSI集團旗下的JK Laser公司已推出了千瓦級的光纖激光器，每年的銷售業(yè)績成數倍的增長。而激光掃描方面，本季度也取得了23%的高增長。

　　除了出售半導體業(yè)務，GSI集團還計劃在最后的一個財季里，關閉位于加州的光學制造基地。通過業(yè)務的調整，GSI集團將更加鞏固激光掃描業(yè)務的地位。

　　國內光纖激光器進步明顯，但與IPG全面競爭還有待時日：

　　5、銳科推出國產4kW全光纖激光器 2013年有望量產

　　2012年11月15日，受數控機床專項辦委托，湖北省科技廳組織專家在武漢召開了由武漢華工激光工程有限責任公司、銳科光纖激光器技術有限責任公司和華中科技大學完成的“4kW全光纖激光器”科技成果鑒定會，鄭春白副廳長、成果處黎苑楚處長出席鑒定會。

　　“4kw全光纖激光器”項目系華工激光、銳科光纖和華中科技大學聯(lián)合承擔的“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項子課題。光纖激光器因體積小、效率高、光束質量好、節(jié)能環(huán)保等多方面的優(yōu)勢，被譽為第三代最先進的工業(yè)加工激光器，尤為重要的是，其光纖傳輸特性也保證了其可以很方便的跟機械手相銜接，實現(xiàn)柔性和智能化加工，是柔性加工裝備的核心器件。

　　項目成果主要運用于飛機、船舶、汽車制造及軍工領域，該成果的成功研發(fā)及產業(yè)化將徹底改變高功率光纖激光器依賴進口、核心技術和知識產權受制于國外的狀況，為我國高功率數控激光加工系統(tǒng)嵌入“中國心”。