泵浦激光器市场调查

1. 激光行业发展前景

超快激光器作为超短脉冲激光器，凭借精加工、超短脉冲、超强特性以及能够聚焦到超细微空间区域，加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响等优势，在工业微加工、科研应用、精准医疗、航空航天、增材制造等应用广泛。

当前超快激光器在整个激光器市场中的占比还很低，不到20%，还有较大的增长空间。随着超快激光器技术的不断发展成熟，下游应用的持续放量，全球超快激光器有望快速发展，发展前景广阔。

激光是二十世纪继核能、半导体、计算机后又一重大发明，凭借其良好的单色性、方向性、亮度等特质被广泛应用于工业制造、生物医疗、军事等领域。激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。激光运转方式是激光器的技术核心，按运转方式分，主要可以分为连续激光器和脉冲激光器，超快激光器是超短脉冲激光器。

超快激光器增长空间还很大

激光具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，欧美等发达国家最先开始将激光器用于加工制造等各行业，随后激光技术向发展中国家如中国等制造业大国转移。

根据Laser Focus World数据显示，2013-2019年全球激光器市场规模持续增长，2019全球激光器市场规模为147亿美元。2020年虽然受到新冠疫情、一些地区经济衰退以及社会和政治动荡影响，全球激光器市场仍然保持了较为稳定的增长，Laser Focus World初步估计2020年全球激光器市场总收入增长为160亿美元，预计2021年市场表现更加强劲，收入增长率有望达到15.5%，全球激光器行业市场规模达185亿美元。

超快激光应用需求大，当前在激光器市场中的占比还很低，不到20%，还有较大的增长空间，发展前景广阔。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国超快激光行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

2. DPSSL二极管泵浦固体激光器的发展状况

1 端面泵浦（End Pump）固体激光器
端面泵浦方式最大的优点就是容易获得好的光束质量，可以实现高亮度的固体激光器。所以，对端面泵浦的尝试一直也没有停止过。在该系统中，泵浦源采用8W的半导体激光器，输出后经柱状棱镜组整形，将光束发散角压缩并聚焦后输入激光晶体。激光晶体的靠近泵浦源的一端面镀808nm的增透膜和1064nm的高反膜。808nm的增透膜使泵浦源发出的808nm波长的激光进入激光晶体前的损耗降至最低，而1064nm的高反膜与镀有1064nm部分反射膜的输出镜结合起来，形成谐振腔，使1064nm的激光产生振荡放大并输出。该种结构中泵浦光束激活的晶体模体积较小，因而一般用于功率较小的场合，如ACI公司设计此款激光器的目的是用于3W的激光打标机系统中。但端泵的优势在于输出的激光模式较好，便于实现TEM00输出，在某些功率要求不高，需要准直的场合非常实用。如激光测距，电子元器件的标记等方面。 2 侧面泵浦(Side Pump)固态激光器
休斯航天航空实验室的研究人员们侧面泵浦棒状Yb:YAG晶体获得了0.95KW的大功率输出。这是目前利用半导体激光器泵浦单根Yb:YAG所得到的最大的功率输出。侧面泵浦（Side Pump）固态激光器激光头是由三个二极管泵浦模块围成一圈组成泵浦源，每个泵浦模块又由3个带微透镜的二极管线阵组成。每个线阵的输出功率平均为20W输出波长为808nm。该装置采用玻璃管巧妙地设计了泵浦腔和制冷通道。玻璃管的表面大部分镀有808nm的高反膜，剩余的部分呈120°镀有三条808nm增透膜，这样便形成了一个泵浦腔。二极管泵浦源发出的光经过三对光束整形透镜会聚到这三条镀增透膜的狭长区域内，然后透过玻璃管的管壁，被晶体吸收。由于玻璃管大部分区域镀有高反膜，使得泵浦光进入泵浦腔以后，便在其中来回的反射，直至被晶体充分地吸收，而且在晶体的横截面上形成了均匀的增益分布。同时玻璃管
还能用于制冷，高速通过的冷却水将产生的热量迅速带走。晶体采用的是一根复合结构的Nd:YAG棒，有效尺寸为j3*63mm，掺杂浓度为1.5at.%.当泵浦光功率为180W时，得到了72W的激光输出。光光转换效率高达40%。
3 薄片激光器(Thin Disc Pump)
薄片激光器是集端面泵浦与侧面泵浦的优点于一身的一种新型的固体激光器设计方案。由德国航空航天研究院技术物理所的研究人员们首次提出。它的基本概念是用光纤耦合输出的半导体激光器作泵浦源对非常薄的晶体进行端面泵浦，使泵浦光在几百微米的晶体薄片中多次经过，同时使热梯度的分布方向与激光束的传播方向相同。新的泵浦设计中用一个抛物面成像反射镜代替了原来的4个球面成像反射镜，使得泵浦光在晶体中经过的次数由原来的8次增加到16次。采用改进后的泵浦结构，在室温下，用24W的连续激光泵浦，用j3*0.2的Nd:YAG晶体薄片，得到了10W的TEM00连续光输出，光光效率为41.7%。这种薄片激光器具有按比例功率放大的特性，将多个薄片晶体级联在同一个热沉上，可有望得到光束近衍射极限的，高效率的千瓦级全固态固体激光器。这种激光器输出的光学质量介于端面泵浦和侧面泵浦之间，可得到较高的输出功率和较好的光学模式。但是这种激光器的设计和调试较为困难，因而不为大多数的激光公司所采用。
4 光纤激光器
光纤激光器是最近几年由光通讯行业中的光放大器演变而来的。其一推出即引起了业界的震动，其良好的光学质量，较高的输出功率，超长的寿命及无需维护的特点获得了众多公司的瞩目。其严格来说，属于端面泵浦的一种。现代高功率光纤激光器的泵浦源是高功率的多模二极管，通过一个围绕着单模纤心的双包层来实现。
在二十世纪七十年代，以一个单模光纤激光器来替代固体激光器或宽带半导体激光二极管的多模发射输出的想法被首次提出。在简单的双包层光纤结构中，一个轴向的单模玻璃纤心被掺入人们所期望的激光离子，如铷、饵、镒、铥等。核心光纤被一层直径几倍于它的不掺杂的玻璃包层所包围，具有更低的折射率。接下来是内部的泵浦包层，被更外一层不掺杂的玻璃包层所覆盖，同样具有更低折射率。在这种光纤结构中，多模二极管泵浦光通过一个复合光纤的终端面射入泵浦包层，通过光纤结构传播，周期性地穿越掺杂质的单模光纤核心，并在核心光纤中产生粒子数反转。
IPG激光部门（IPG Photonics的分支机构）研制出一种更先进的全加固侧面并行泵浦光纤激光器。它包括一个主动光纤，这种光纤具有可以和其他光学元件或增益级自由熔结的多面体结构，从而使泵浦光可从多点注入包层成为可能。这样，一种简单的光纤输出功率的按比例缩放控制成为可行。其他的侧泵浦技术还有V槽耦合。1996年，具有工业质量的衍射极限10瓦级包层泵浦光纤激光器由IPG Photonics推向市场。Polaroid公司（剑桥，MA）、Spectra Diode实验室（JDS Uniphase）以及Spectra Physics不久也介绍了类似的激光器。
耦合多个100瓦级光纤激光器的输出功率可以很好地提升光纤激光器的输出功率到一个更高的级别。比如说，7个100瓦级光纤激光器输出的光束通过7个单模光纤传送30米以上的距离，然后在一条多芯光纤波束耦合器中被合成，输出一个直径80 μm,发散角小于40 mrad的波束。这相当于一个输出光束参数<1.6 mm mrad 的激光；700瓦的耦合输出功率可以以一束强烈的激光作用在工件上，每平方厘米可达高于50千瓦的功率。比较而言，一个二极管泵浦固态激光器典型的光束参数>10mm mrad,输出功率密度也只有光纤激光器的50分之一。700瓦级的光纤激光器大小为55×60×95cm3 ，重量为120千克。这种形式的激光器能够根据需要的功率，将光纤加长，因而可以达到很高的功率。但其有一个致命的弱点就是单脉冲能量不高，这使得光纤激光器的应用领域受到了一定的限制。世界各国都把如何提高光纤激光器的单脉冲能量作为一个重点的研发课题。
总 结
本文着重从实验装置和原理的角度出发，描述了出现的几种半导体泵浦的固体激光器的核心部件-激光头的技术特点。高功率，高亮度的DPSSL一直是国内外激光领域里的前沿课题。国外千瓦级DPSSL系统已有诸多报道，日本还预计将在2005年实现输出平均功率≥10KW,电光效率≥20%激光头的尺寸≤0.05m3的高功率全固态激光器。国内的DPSSL发展相对落后，我国大功率LD及LD列阵制作工艺的逐步成熟，DPSSL必将有更加蓬勃的发展。

3. 激光器的泵浦方式光泵浦和电泵浦哪个好

这个没有说哪种好了，比如固体激光器采用光泵浦，现在大多采用半导体激光器作为泵浦源，来获得一些现在半导体激光器做不到的波长。而半导体激光器采用的是电泵浦的方式了，所以没办法比较哪个好，效率上说肯定电泵浦的更高了

4. 什么叫泵浦光，跟激光有什么区别跟联系讲具体一点

联系：都是将光子给予较高的能级，从而激发光子发射的过程。

区别如下：

一、原理不同

1、泵浦光：一种使用光将电子从原子或分子中的较低能级升高（或“泵”）到较高能级的过程。

2、激光：原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。

二、应用不同

1、泵浦光：应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。

2、激光：包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。

三、特性不同

1、泵浦光：用弧光灯或闪光灯泵浦的激光通常通过激光介质的侧壁泵送，激光介质通常以包含金属杂质的晶棒的形式或含有液体染料的玻璃管的形式，被称为“侧面泵浦”。 为了最有效地使用灯的能量，灯和激光介质被包含在反射腔中，其将大多数灯的能量重新定向到棒或染料单元中。

2、激光：将能量聚焦到微小的空间，可获得105~1015W/cm2极高的辐照功率密度，利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工方法。在如此高的光功率密度照射下，几乎可以对任何材料实现激光切割和打孔。

5. 光纤激光器的泵浦源是什么

光纤激光器的泵浦源，常见的是带尾纤的半导体激光器直接通过光纤耦合器耦合进光纤。

目前，主要用半导体激光器作为泵浦源。掺铒光纤激光器主要用980nm或者1480nmLD作为泵浦源，掺镱光纤激光器主要用915nm或者976nmLD作为泵浦源。

利用光纤耦合更换泵浦激光器既可以现场更换，又能快速复位，无需再校准，方便用户操作。

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半导体泵浦激光器的优点：

1、结构体积小，结构紧凑，整体性强，密封性能好，一般具有防震、防震的特点，工作稳定，操作简单，维修方便，成本低。采用适当的工艺，还可以耐高温、耐寒、耐水。半导体泵浦激光器在许多场合（如航空、航天、航天、船舶、工业场所等）都有重要的应用。

2、总转化率高，加热最小，热响应小。这将提高激光输出光束的质量和输出稳定性。

3、由于半导体激光器寿命长，转换率高，整个系统的寿命长（至少15000~20000小时），在许多实际应用中具有重要的优势。

6. 半导体泵浦固体激光器的应用

半导体泵浦固体激光器的发展与半导体激光器的发展是密不可分的。1962年，第一只同质结砷化镓半导体激光器问世，1963年，美国人纽曼就首次提出了用半导体做为固体激光器的泵浦源的构想。但在早期，由于二极管的各项性能还很差，作为固体激光器的泵浦源还显得不成熟。直到1978年量子阱半导体激光器概念的提出，以及八十年代初期MOCVD 技术的使用及应变量子阱激光器的出现，使得半导体泵浦固体激光器的发展步上了一个崭新的台阶。在进入九十年代以来，大功率的半导体泵浦固体激光器及半导体泵浦固体激光器列阵技术也逐步成熟，从而，大大促进了半导体泵浦固体激光器的研究。
国内半导体泵浦固体激光器市场化水平已经达到数百瓦，实验室水平已经达到千瓦级。在应用上，大功率半导体泵浦固体激光器以材料加工为主，包括了常规的激光加工：主要是材料加工，如激光标记、激光焊接、激光切割和打孔等，结构紧凑、性能良好、工作可靠的大功率半导体泵浦固体激光打标机产品系列已经在国内得到了规模应用，在国外，千瓦级的半导体泵浦固体激光器已有产品，德国、美国汽车焊接就已经用到了千瓦级半导体泵浦固体激光焊剂机，在原理和技术方案上半导体泵浦固体激光器定标到万瓦都是可行的，主要受限于成本和市场需求的限制。二倍频半导体泵浦固体激光器在微电子行业、三倍频半导体泵浦固体激光器在激光快速成型领域都得到了广泛应用。
除材料加工外，大功率半导体泵浦固体激光器还可以用于同位素分离（二倍频、绿光）、激光核聚变、科学研究、医疗、检测、分析、通讯、投影显示以及军事国防等领域，具有极其重要的应用价值。

7. 端面泵浦激光器有什么优势呢

1、效率较高，泵浦光都能由会聚光学系统耦合到工作物质中，耦合损失较少；2、泵浦光有一定的模式，而产生的振荡光的模式与泵浦光模式有密切关系，匹配的效果好。总而言之，端面泵浦激光器具有体积小，重量轻、效率高、能耗小、寿命长等优点。武汉三工生产的端面泵浦激光器，输出功率高，使用寿命长，便于维护，内置散热片风冷保证激光稳定输出，可长时间连续工作。

8. 光纤激光器是什么，目前国内外的发展前景怎么样

光纤激光器（Fiber
Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
光纤激光器优势及发展趋势：国际光纤激光器的主要生产厂家有IPG、SPI、GSI、JDSU、ROFIN和TRUMPF等公司。其中以IPG为代表，其光纤激光器占据着国际市场较大的市场份额。2012年在全球经济不景气的环境下，在刚刚结束的一个财季多数激光企业都出现了业绩下滑，但IPG公司业绩却继续保持着强劲的增长势头，TRUMPF也获得了大幅增长。由此可见，光纤激光器作为新兴的激光技术，越来越被人们所接受，充分展现了光纤激光器的竞争力。未来一段时间内光纤激光器仍将成为激光器领域的主流声音，成为各大激光企业的必争地。
国内光纤激光器的研究始于上世纪90年代后期，南开大学在国内率先开展了光纤激光器方面的研究，随后上海光机所、中国兵装院、中电11所、西安光机所等单位在此方面进行了很多试验研究，但这些研究基本全都停留在实验室阶段，离产品化相去甚远。特别是针对高性能光纤激光器的研究相对较少，实用化方面所做的工作也远远不够，效果也不是很理想。因此，很有必要进一步加强对被动锁模光纤激光器的研究。http://laser.ofweek.com/2015-09/ART-240002-8500-29004880.html

9. 半导体激光器和半导体泵浦激光器有什么区别 激光中的泵浦又是什么意思 求解

半导体激光器是用半导体材料做工作物质（即发光物质）的激光器。所谓泵浦，是所有激光器工作的必要条件，不论神马激光器都需要有一个泵浦，泵浦的作用是让激光器中的工作物质形成粒子布局数反转（这是形成激光的条件）。半导体泵浦激光器是把半导体激光器本身作为泵浦来用的激光器。半导体泵浦固体激光器当然就是把半导体激光器当作其他固体激光器的泵浦来用的了。这是我能做的最简单的解释了·····

10. 激光泵浦工作原理

能量被吸收在介质中，在原子中产生激发态。 当一个激发态的粒子数超过基态或较少激发态的粒子数时，就可实现种群反演。 在这种情况下，可以发生受激发射的机制，并且介质可以用作激光或光放大器。

泵浦功率必须高于激光器的激光阈值。泵能通常以光或电流的形式提供，但是已经使用更多的外来来源，例如化学或核反应。

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激光的产生条件：

1、增益介质：激光的产生必须选择合适的工作物质，可以是气体、液体、固体。在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。

显然亚稳态能级的存在，对实现粒子数反转世非常有利的。现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外到远红外，非常广泛。但从激光器输出的激光性能来考虑，对使用的工作物质是有一定的要求的，基本要求是

（1）光学性质均匀，光学透明性良好，且行性能稳定；

（2）有能级寿命比较长的能级（称为亚稳态能级）;

（3）有比较高的量子效率。

2、泵浦源：为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。

各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。

3、谐振腔：有了合适的工作物质和泵浦源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用。于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。

所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。一块几乎全反射，一块光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。

被反射回到工作介质的光，继续诱发新的受激辐射，光被放大。因此，光在谐振腔中来回振荡，造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜子一端输出。