2022年中国激光设备行业研究报告

2022年 中国激光设备行业研究报告 版权所有©2022深圳市亿渡数据科技有限公司。本文件提供的任何内容 （包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系亿渡数据独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经亿渡数据事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，亿渡数据公司保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。 第一章中国激光设备行业概况04 激光设备行业定义分类05 激光设备技术原理06 激光设备行业发展历程07 中国激光设备行业政策08 中国激光设备行业市场规模09 中国激光设备行业竞争格局10 激光设备行业产业链11 激光设备行业产业链结构11 激光设备行业产业链上游12 激光设备行业产业链中游14 激光设备行业产业链下游15 中国激光设备行业地域分布16 中国激光设备行业驱动因素17 激光设备行业发展趋势18 CON目T录ENTS 第二章行业典型企业介绍 大族激光科技产业集团股份有限公司华工科技产业股份有限公司 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 19 20 21 22 名词解释 激光：是指原子受激辐射产生的光，是一种能量密度高、方向性和单色性好的相干光辐射。 激光器：产生、输出激光的器件，是激光加工设备的核心器件。 激光设备：实现激光加工的工具，具有输出能量集中、稳定的特点，能够较好地处理传统工艺方法较难处理的硬度大、熔点高的材料。 激光加工：利用高强度的激光束，经光学系统聚焦后，通过激光束与加工工件的相对运动来实现对材料（包括金属与非金属）进行加工的一门技术，广泛应用于切割、刻蚀、焊接及精细微处理等诸多工业生产领域。 泵浦源：对激光工作物质进行激励，将粒子从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转。 固体激光器：用固体材料作为增益介质的激光器。 气体激光器：用气体作为增益介质的激光器。 半导体激光器：用半导体材料作为增益介质的激光器。 光纤激光器：用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。 光学谐振腔：由激光光学镜片组成，用于为激光振荡提供正反馈的结构。 增益介质：用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，亦称激光增益媒质，可以为固体、气体、液体、半导体等。 激光打标、激光标记：利用高能激光束在产品表面进行标记的工艺。 激光焊接：激光通过高功率密度激光束加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池，熔化物在冷却凝固形成焊接区域，完成对材料的焊接。 激光切割：利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，同时随着光束相对于材料的移动，形成实际需要的切缝，完成对材料的切割。 激光清洗：激光通过其具有的高能量密度的光束与需要去除的材料表面相互作用，通过控制激光输出参数，保证不损伤基底材料的同时去除涂覆层，完成对材料的清洗。 第一章 行业概述 Industryoverview 激光设备是实现激光加工的工具，按用途分为打标设备、焊接设备、切割设备等 2021年激光设备市场规模已达到822亿元，预计2026年将达到 1877.65亿元 因激光切割、焊接、打标等设备的通用性较强，中国激光设备市场竞争格局分散 激光是指原子受激辐射产生的光，是一种能量密度高、方向性和单色性好的相干光辐射。激光的良好性能使其在工业、通信、医学、军事等领域具备较高的应用高价值。激光设备是实现激光加工的工具，具有输出能量集中、稳定的特点，能够较好地处理传统工艺方法较难处理的硬度大、熔点高的材料。常见的激光设备主要包括激光切割设备、激光打标设备、激光焊接设备、激光雕刻设备、激光快速成型设备，其它激光设备包括激光美容、激光医疗、激光显示、激光照明、激光测量、激光熔覆、激光通信、激光微加工等。 常见激光设备 种类激光打标设备 激光焊接设备 激光切割设备 激光雕刻设备 激光快速成型设备 图片 利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变 工作原理化的化学反应，从而留下 永久性标记。 利用高能量密度的激光束照射材料，使材料在吸收激光后产生物态变化，从而实现焊接。 利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而将工件割开。 激光照射材料表面，材料吸收能量后瞬间熔化或者气化，形成刻线。 采用铺粉辊将一层粉末平铺在工件表面，激光束按照粉末层的轮廓截面扫描粉层，使粉末熔化后烧结，实现工件粘接。 为非接触加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，加工 优势精度高，加工速度快，清 洁环保，成本低廉。 焊接性变小，不受磁场影响，空间限制小，无电极污染，适用于自动高速焊接，可焊接不同属性的金属，可在封闭空间工作。 切割精度高、速度快，表面光滑美观，一次性加工，工件变形小，无工具磨损，清洁污染小。 自动跳号，热影响区域小，线条精细，耐清洗耐磨损，环保节能，节省材料。 加工工艺简单，可加工材料广泛，加工精度高，无需支撑结构，材料利用率高。 激光器是产生激光的核心装置，也是激光设备的核心 激光器是产生激光的核心装置，主要由激励源、工作介质、谐振腔三部分组成，工作时激励源作用于工作介质之上，使多数粒子处于高能级的激发态，形成粒子数反转，之后光子入射，高能级粒子跃迁到低能级，并发射大量与入射光子完全相同的光子。传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体，方向相同的光子则在谐振腔内往返，使受激辐射过程持续下去，并形成激光光束。 工作介质：也称为增益介质，是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质，工作介质决定了激光器能够辐射的激光波长，根据形态的不同可分为固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等介质。 泵浦源：对工作介质进行激励，将激活粒子从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转，从能量的角度看。泵浦过程就是外界提供能量(如光、电、化学、热能等)给粒子体系的过程。可分为光学激励、气体放电激励、化学激励、核能激励等。 谐振腔：最简单的光学谐振腔是在激活介盾两端恰当地放置两个高反射率的反射镜。其中一块是全反射镜，将光全部反射回介质中继续放大;另一块是部分反射、部分透射的反射镜，作为输出镜。按照能否忽略侧面边界，谐振腔分为开腔、闭腔以及气体波导腔。 激光产生的原理是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。产生激光的跃迁过程有自发辐射、受激辐射、受激吸收，它们是产生激光的必 要过程。 激光设备结构图（常见激光打标设备） 升降调节轴 振镜 场镜 光子 光子 光子 激光器 显示屏 开关 键盘 伸缩梯 控制箱 自发辐射 共振吸收 受激辐射 谐振腔 水箱 固定脚架 全反射镜 输出反射镜 工作介质 激励源 激光输出 激光是原子受激辐射产生的光，发光原理是受激辐射 激光器的结构组成 工作台 激光的发光原理 谐振脉冲激光 腔器泵浦源 连续光纤激光器 脉冲光纤激光器 紫外纳秒激光器 激光的发明可以追溯到20世纪早期，在激光相关产业的发展过程中，欧美地区作为激光技术、激光设备的起源与发展的重要区域，在激光及激光产业领域具有领先地位，激光产品应用的技术先进程度、渗透优势更为明显，并涌现出一批知名的激光领域企业。 中国激光产业起步较晚，但随着中国装备制造业的迅猛发展，需求的迅速提升对生产效能、生产工艺提出了更高的要求，中国激光产业因而迎来了持续和健康的成长。 激光与激光设备发展进程 1917年 爱因斯坦提出光的受激辐射概念 1947年 受激辐射被实验验证 1950年 Kastler提出光学泵浦的方法 1954年 第一台氨分子Master建成，首次实现粒子数反转 1958年 《红外和光学激射器》发表，标志激光时代开启 1960年 第一台红宝石激光器研制成功 理论发展阶段 1960-1966年 1960第一台氟氖激光器 1961年第一台光纤激光器 1968年 1962年GaGs半导体激光器 1963年液体激光器 1964年CO2激光器，离子激光器，YAG固体激光器 1983年 1965年HCL化学激光器 1966年生物染料激光器 2008年 法国神经外科学家使用广导纤维激光和激光微创手术技术治疗脑瘤 激光用于遥感探测 1974年 超市条形扫码器出现 1975年 IBM商用激光打印机 1978年 飞利浦制造第一台激光盘播放机 1982年 第一台紧凑型碟片播放机出现 里根“星球大战”演讲，描绘了基于太空的激光武器 1990年 激光用于制造业，包括集成电路和汽车制造 1991年 第一次用激光治疗近视，海湾战争第一次用激光制造导弹 1996年 东芝推出数字多用途光盘（DVD播放机） 2010年 NASA表示，通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料，氢的同位素氘和氚，解决了核聚变的一个关键困难 应用拓展阶段快速发展阶段 激光设备的下游应用领域非常广泛，涉及电子信息、装备制造、通讯、交通设备、医疗设备、航空航天、石油管道、增材制造等诸多重要工业领域。激光技术是中国制造业转型升级的关键支撑技术之一，因此中国政府历来高度重视发展激光产业，已出台多项政策支持激光设备及其核心部件激光器的发展。 优先发展以下高技术产业化重点领域：光集成和光电集成器件，半导体激光器件，光纤激光器件，高性能全固态激光器件；新型多功能激光治疗设备；激光光谱仪等光谱分析仪器；性能稳定的大功率激光器及其晶体，大功率光纤激光器，大型轧辊激光表面强化设备，激光精密加工技术和设备，激光切割技术和设备，激光焊接技术和设备，激光热处理和熔覆技术及设备，激光强化技术和装备，激光复合加工技术和装备，激光加工基础装置和系统，激光测量仪器和校准标准仪器。 2010年10月 2011年6月 2012年2月 2013年2月 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定 现阶段重点培育和发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业。 《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》 《电子基础材料和关键元器件“十二五”规划》 重点发展大功率半导体激光器、高功率气体激光器、光纤激光器、紫外激光器 《产业结构调整指导目录 （2013年修订）》 明确重点鼓励发展：“20、集成电路装备制造；21、新型电子元器件（片式元器件、频率元器件、混合集成电路、电力电子器件、光电子器件、敏感元器件及传感器、新型机电元件、高密度印刷电路板和柔性电路板等）制造；30、智能焊接设备，激光焊接和切割、电子束焊接等高能束流焊割设备“。 2017年1月 2016年12月 2015年2月 《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》2016版 战略性新兴产业重点产品：高性能激光器，准分子激光退火设备，半导体激光器件，高性能全固态激光器件，光纤激光器件，固体激光材料、稀土激光晶体，超小型片式元件生产设备，高端电子专用测量仪器，具有一些特殊性能的新型光纤。 《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 打造增材制造产业链。研制推广使用激光、电子束、离子束及其他能源驱动的主流增材制造工艺装备。加快研制高功率光纤激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高性能电子枪等配套核心器件和嵌入式软件系统。 国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年） 加快发展增材制造装备及核心器件：①金属材料增材制造装备：激光/电子束高效选区熔化、大型整体构件激光及电子束送粉/送丝熔化沉积等增材制造装备。②非金属材料增材制造装备：光固化成形、熔融沉积成形、激光选区烧结成形、无模铸型以及材料喷射成形等增材制造装备。④增材制造装备核心器件：高光束质量激光器及光束整形系统、高品