過去10多年，光纖激光器無疑是工業激光領域最耀眼的明星，應用量大、成長速度很快。根據最新數據，2023年我國光纖激光器市場整體銷量達到135.9億元，同比增長10.8%，預計2024年市場規模將達到145.3億元，實現對國外品牌市場份額的進一步超越，成為fun88官网平台產業實力提升的重要體現。而在這背後，很大程度上離不開半導體激光器的國產化。為(wei) 什麽(me) 半導體(ti) 激光器如此重要？目前，半導體(ti) 激光器在工業(ye) 方麵主要有以下兩(liang) 種方式：一是作為(wei) 固體(ti) 激光器和光纖激光器的泵浦源，充分利用其波長可選擇性強、能量密度高、電光效率高的特點，將固體(ti) 或光纖激光集成到激光加工設備係統中；二是直接外加電路和溫控模塊形成獨立半導體(ti) 激光器，也稱直接半導體(ti) 激光器，由於(yu) 其具備多樣的波長、功率、封裝結構，直接半導體(ti) 激光器大量應用於(yu) 激光材料加工，另外在激光手術、激光美容、激光傳(chuan) 感、照明等領域的應用也越來越多。泵浦源作為(wei) 固體(ti) 激光器和光纖激光器的一部分，在其成本中占比在30%左右，可謂是激光器的“心髒”。由於(yu) 半導體(ti) 激光器泵浦源比較通用、標準化，隨著國內(nei) 光纖激光廠商開始在高功率、高亮度、小型化方向不斷“內(nei) 卷”，作為(wei) 泵浦源的半導體(ti) 激光器也成為(wei) 各大廠商競爭(zheng) 力的重要體(ti) 現，被認為(wei) 是關(guan) 鍵的“技術護城河”之一！
以國內(nei) 激光技術領域創新先鋒傑普特為(wei) 例，經過18年深耕和發展，已成為(wei) 國內(nei) 少有的同時擁有脈衝(chong) 、連續、固體(ti) 、超快激光器技術與(yu) 核心自動化技術的公司，而這也與(yu) 其在半導體(ti) 激光器領域的積累密不可分。憑借在光學準直技術、激光束整形技術、耦合技術、激光器集成技術等領域深厚積累，除了主力出貨的808nm、880nm、915nm、976nm波段外，傑普特自研半導體(ti) 激光器已經覆蓋藍光、綠光、1xxx係列等各多種波段，功率覆蓋25W-500W範圍，並可根據具體(ti) 需求定製波長和功率，從(cong) 而為(wei) 公司打造全品類、各波段、不同模式的光纖激光、固體(ti) 激光、超快激光等產(chan) 品提供關(guan) 鍵器件保障，也為(wei) 公司成為(wei) 消費電子、泛半導體(ti) 、新能源、生物醫療等行業(ye) “隱形冠軍(jun) ”發揮重要作用。
傑普特915nm-200W半導體(ti) 激光器
從(cong) 應用領域來看，2023年國內(nei) 半導體(ti) 激光器在材料加工領域的占比最高為(wei) 37%，光學通迅領域和科研領域分別以26%和14%的占比分列二、三位，顯示照明及醫療健康領域占比分別是9%和7%。在材料加工應用中，半導體(ti) 激光器主要用於(yu) 光纖激光器泵浦源，推動激光功率、亮度和效率的大幅度提升，幫助光纖激光進一步打開中厚板及超厚板加工應用，逐步替代傳(chuan) 統等離子、火焰加工方式。另一方麵，隨著各行業(ye) 精密加工需求的增長，可直接作為(wei) 高能光源應用在材料加工等方麵的直接半導體(ti) 激光器越來越受關(guan) 注，包括近年來發展迅速的藍光半導體(ti) 激光器。直接半導體(ti) 激光器采用半導體(ti) 材料作為(wei) 發射激光的增益介質，粒子在導帶和價(jia) 帶之間躍遷產(chan) 生光子，使用電激勵，是直接的電光轉換（電光轉換效率最高可達60%-70%），由於(yu) 是直接的激光輸出，不需要轉換器件，減少了能量損失，相較於(yu) 光纖激光器效率高、體(ti) 積小、成本低。
直接半導體(ti) 激光器與(yu) 光纖激光器結構差異
從(cong) 結構上看，半導體(ti) 激光器不需要像光纖激光器一樣用光來泵浦增益介質，結構上大大簡化，節省了很多的光學元器件，比如特種光纖、光柵等，也減少了電光轉換效率的損失。此外，與(yu) 光纖激光器相比，半導體(ti) 激光器焊接金屬時是平頂光斑，光斑頂部有一個(ge) 較大的橫截麵，且橫截麵能量分布均勻，在做焊接、淬火、熔覆時，能實現很好的一致性，並且速度更快，焊縫平滑、覆層質量更勻稱。而光纖激光器是高斯分布的光斑，中心能量密度強，在切割和深熔焊方麵更具有優(you) 勢。近些年，隨著輕量化發展趨勢的出現，新能源汽車、3C電子和航空航天等應用對材料加工提出了新的需求。銅、鋁、鈦、金等有色金屬及其複合材料的應用越來越廣泛。由於(yu) 銅、金和高強度鋁等高反射率材料對藍光激光的吸收率比紅外激光高5-10倍，可以有效解決(jue) 紅外激光焊接過程中出現的濺射、氣孔和內(nei) 部缺陷等問題，實現精密高質量的加工，藍光半導體(ti) 激光器成為(wei) 電子產(chan) 品和動力電池製造等領域熱點方向。
傑普特30W藍光半導體(ti) 激光器
毫無疑問，新能源是近幾年激光應用領域最大的風口。作為(wei) 國內(nei) 最早一批布局新能源的企業(ye) ，短短幾年裏，傑普特已經在新能源領域取得非常優(you) 異成績，獲得國內(nei) 主流動力電池客戶的廣泛認可，並實現了市場份額國產(chan) 激光器第一名。除了光纖激光器之外，傑普特自主研發的450nm藍光半導體(ti) 激光器采用多單管耦合，具有高可靠性，可提供低功率、高功率多種選擇，滿足生物醫療、金屬銅激光焊接等應用需求。除了金屬加工應用之外，由於(yu) 藍光這一光譜波段是水的吸收穀值，同時是血紅蛋白(Hb)、氧合血紅蛋白(HbO₂) 、類胡羅卜素、葉綠素a、葉綠素b的吸收峰值，藍光半導體(ti) 激光器還可被用於(yu) 外科手術、生物照明、激光打頂(去除頂端優(you) 勢)、激光除草等領域。受製於(yu) 實際使用成本仍處於(yu) 較高水平，加之光束質量的限製因素，藍光半導體(ti) 激光器在銅材料加工方麵還有待進一步破局。基於(yu) 激光器領域廣泛的技術積累，傑普特可以靈活配備不同光源，例如利用光纖激光器高功率密度的特性，快速且穩定地形成匙孔，再結合銅材對藍光的高吸收特性，最大限度的減少銅材焊接中氣孔和飛濺的問題，從(cong) 而實現無飛濺、高穩定性、高品質的銅材焊接。近幾年來，高功率光纖激光成為(wei) 市場新寵，各大廠商先後殺入瓜分市場份額，行業(ye) 迅速從(cong) 藍海變成紅海市場，同質化低價(jia) 競爭(zheng) 使得企業(ye) 獲利愈發困難。反觀直接半導體(ti) 激光器領域，除了銅材料焊接之外，還可廣泛應用於(yu) 塑料焊接、錫焊、金屬熱傳(chuan) 導焊接、清洗、切割、淬火、熔覆等領域，具有非常大的市場前景，有望成為(wei) 新的藍海市場。麵對行業(ye) 新趨勢和挑戰，傑普特基於(yu) 激光光源核心技術優(you) 勢，自主研發了488nm 100mW激光器、915nm-200W激光器（風冷）、808nm-50W PL（光致發光）、1550nm-10W激光器等產(chan) 品，以應對不同細分市場應用需求，具體(ti) 包括：光伏PL檢測：傑普特808nm-50W一字光斑輸出半導體(ti) 激光器，利用完好的矽結構因激光誘導產(chan) 生近紅外熒光，並通過近紅外感光相機來捕捉熒光成像，通過光強的變化實現膜後、印刷後矽片內(nei) 部隱裂、黑斑、虛印、斷柵、黑斑和表麵髒汙劃痕等諸多缺陷元素的一次性成像，可用於(yu) 光伏片缺陷檢測，不同功率的光斑尺寸都為(wei) 3*230mm。光伏隱裂檢測：傑普特矽片透射係列檢測模組以激光穿透為(wei) 基本原理，配合高清線掃相機可完成自製絨下料開始的所有工藝段的矽片隱裂、崩邊、髒汙檢測。激光錫焊：傳(chuan) 統電烙鐵焊接，長時間烙鐵頭會(hui) 使電烙鐵的溫度上升過高，這樣烙鐵頭就會(hui) 發生氧化變色，導致焊接質量下降。焊接過程中產(chan) 生的金屬顆粒和有害氣體(ti) 可通過呼吸道進入體(ti) 內(nei) ，引起炎症反應和氧化應激損傷(shang) 。更為(wei) 重要的是傳(chuan) 統電烙鐵無法實現精密加工且耗材成本高。傑普特低功率直接半導體(ti) 激光錫焊可完美替代傳(chuan) 統加工方式，具有無空間限製、無焊頭、非接觸式、無靜電、耗材少、焊接速度快等優(you) 勢，滿足各種大規模及高精密度的錫焊加工需求。激光塑料焊：激光塑料焊接技術是借助激光熱量使塑料接觸麵熔化，進而將熱塑性片 材、薄膜或模塑零部件粘結在一起的技術。塑料激光焊接作為(wei) 激光焊接的一個(ge) 新興(xing) 應用領域，與(yu) 傳(chuan) 統的超聲波焊接、熱板焊接、振動焊接、膠連接等工藝相比，具有隔空焊接、速度快；無殘渣、無粉塵顆粒、不出現飛邊；最小化熱損壞和熱變形，不會(hui) 導致內(nei) 部元器件損傷(shang) 或位移；隻對焊接區域加熱，不會(hui) 對其他位置產(chan) 生影響；焊接效果好，氣密性、水密性好，可形成真空結構；材料適用性廣，可以將不同組成或不同顏色的樹脂粘結在一起；穩定性高，激光能量穩定可控，焊接效果穩定等優(you) 勢，特別適合被粘接的塑料零部件不能承受振動、或者水密氣密要求非常高、或要求無菌無粉塵環境、複雜的幾何體(ti) ，如醫療器械和食品包裝、電子傳(chuan) 感器、汽車零部件等領域。雙波長複合焊接：複合焊接技術是采用光纖激光和半導體(ti) 激光同軸同時作用於(yu) 材料進行焊接的新型技術，其中光纖激光作為(wei) 主波段光源對材料進行深熔焊，半導體(ti) 激光作為(wei) 次波段光源對材料同步進行預熱並增加材料熔融狀態持續時間。可減少焊接內(nei) 部氣孔，同時提升了匙孔的穩定性，在高速焊接也能保證熔池的穩定。激光醫療：針對四合一細胞分析儀(yi) 、血球儀(yi) 等領域對激光光源需求，傑普特提供醫療行業(ye) 定製808nm、915nm、980nm、650nm四合一激光器及488nm-100mW半導體(ti) 激光器，滿足臨(lin) 床檢測應用需求。安防補光：傑普特808nm半導體(ti) 激光器可應用於(yu) 紅外激光補光燈，可實現50m-3Km夜視補光，可提供15W/30W/50W不同功率產(chan) 品，滿足客戶不同補光效果及距離需求，具有穩定性高、適合嚴(yan) 苛使用環境，可承受-40℃-80℃高低溫及85%濕度環境。半導體(ti) 激光器將是未來激光行業(ye) 重要的發展趨勢和方向之一，近50年來取得了快速發展和豐(feng) 碩成果，在科學研究和工程技術中有著廣泛的滲透和應用，成為(wei) 激光產(chan) 業(ye) 發展的重要基石。隨著5G通信、自動駕駛、智能製造等前沿科技產(chan) 業(ye) 的快速發展，也進一步帶動半導體(ti) 激光器件需求持續增長。根據預測，2025年全球半導體(ti) 激光器市場規模將超100億(yi) 美元，展現出強勁的增長勢頭。除了繼續朝著更高功率和效率方向發展，半導體(ti) 激光也開始與(yu) 光子集成和人工智能等新技術融合，從(cong) 而創造出更多新的應用和產(chan) 品。麵對未來不斷湧現的新需求，傑普特也將憑借激光底層技術的優(you) 勢，持續提供新的解決(jue) 方案，堅持“激光+”的定位，為(wei) 先進製造提供動力之源。
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