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【华泰.机械】激光器分类详解-光纤激光器革故鼎新

2018年09月20日 09:43:00 来源:华泰证券 出处:顶点财经

光纤激光器替代优势明显,光纤激光器渗透率提升空间广阔


光纤激光器具有输出激光光束质量好、电光效率高、可加工材料范围广、综合运行成本低等技术性能和经济性能等方面的优势。相比二氧化碳激光器,光纤激光器光转化效率更高,使用成本较低,根据OFweek激光网的测算可得,光纤激光器的使用成本为23.4元/小时,二氧化碳激光器的使用成本为39.1元/小时。相比YAG激光器,光纤激光器功率高、效率快且免调节、免维护,或将逐渐替代YAG激光器。光纤激光器渗透率提升空间广阔。


光纤激光器分类方法多样,细分复杂


光纤激光器分类方法中较为常见的是按工作方式分类、按波段范围分类及按介质掺杂稀土元素分类。按照工作方式可以分为锁模、调Q、准连续及连续光纤激光器;按照波段范围分类,光纤激光器主要发射近红外光,但为了实现不同应用需要,光纤激光器通过倍频可以输出可见光(绿光);通过在光纤中掺氟化物可以输出中红外光;按照介质掺杂稀土元素分类可以分为掺镱、掺铥、掺铒光纤激光器,不同的稀土元素工作的波长范围不同,但都处于近红外范围内。


光纤激光器应用领域广阔,细分种类可满足特殊需求


光纤激光器广泛运用于工业加工、光纤通信、娱乐、军事武器、航空航天等领域。根据功率大小、工作方式、波段范围及掺杂稀土元素细分后的光纤激光器种类逾100种,可以满足细分行业应用的特定需求。例如中红外波段对于人眼来说是安全的,且在水中能够被很强的吸收,是理想的医用激光光源;掺铒光纤由于其合适的波长可以打开光纤通信窗口,在光纤通信领域应用较广;绿光激光由于其可见性,在娱乐与投影等方面必不可少。


CO2激光器使用成本高,YAG激光器能量转换效率低,或被部分替代


CO2激光器光转化效率低,使用成本高,根据OFweek激光网的测算数据显示,光纤激光器的使用成本为23.4元/小时,二氧化碳激光器的使用成本为39.1元/小时;CO2在厚度小于6mm板材切割方面速度逊于光纤激光器。在切割方面,YAG激光器加工功率低、能耗比大且切割速度慢;在焊接方面,与YAG激光器相比,准连续光纤激光器可以在微秒至毫秒的脉宽下提供数焦耳到数十焦耳的脉冲能量,相当于同时具备YAG激光器的钻孔和焊接优势以及CO2激光器的切割能力,或将逐步替代YAG激光器。


半导体激光器现阶段技术存在局限,替代光纤激光器尚需时日


研究表明直接半导体激光器具有较强的材料加工应用潜力,相比光纤激光器和二氧化碳激光器具有更好的切割速度和切割质量。但半导体激光器最大的缺点在于其在高激光功率时光束质量低下,因此在未来数年,半导体激光器不太可能使整个材料加工领域发生革命性变化或取代其它光源。


风险提示:宏观经济增速不及预期,原材料价格上涨风险,高功率激光器研发不及预期。