2013光纖激光器市場將更加激烈

      【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】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(shù)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(chǎn)品的優(yōu)勢，同時新產(chǎn)品的推出也成為不少公司準(zhǔn)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(guān)注的亮點。
       
        2012年不管是在國內(nèi)還是在國外的展會上，光纖激光器一直是人們關(guān)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(nèi)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(lǐng)域。未來的激光市場將顯得更加的擁擠，同時隨著國內(nèi)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(lǐng)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(lǐng)域?qū)蔀閺娬叩奈枧_！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(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)，它是激光技術(shù)的前沿課題。

　　早在1961年，美國光學(xué)公司的E.Snitzer等就在光纖激光器領(lǐng)域進行了開創(chuàng)性的工作，但由于相關(guān)條件的限制，其實驗進展相對緩慢。而80年代英國Southhampton大學(xué)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(yīng)用和發(fā)展，超快速光電子學(xué)、非線性光學(xué)、光傳感等各種領(lǐng)域應(yīng)用的研究已得到日益重視。其中，以光纖作基質(zhì)的光纖激光器，在降低閾值、振蕩波長范圍、波長可調(diào)諧性能等方面，已明顯取得進步，是目前光通信領(lǐng)域的新興技術(shù)，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(fù)用系統(tǒng)和未來相干光通信的基礎(chǔ)。目前光纖激光器技術(shù)是研究的熱點技術(shù)之一。

　　激光市場的競爭日益激烈。新技術(shù)、新應(yīng)用以及現(xiàn)有技術(shù)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(xué)、生物技術(shù)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(chǎn)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(jù)著國際市場較大的市場份額。2012年在全球經(jīng)濟不景氣的環(huán)境下，在剛剛結(jié)束的一個財季多數(shù)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(shù)，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(nèi)光纖激光器仍將成為激光器領(lǐng)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(jīng)濟低迷不振的大環(huán)境下，激光器制造商在“經(jīng)濟余震”中所經(jīng)歷的不確定性和擔(dān)憂，在經(jīng)濟大衰退之后的幾年內(nèi)將依然存在。然而從長遠銷售預(yù)期來看，在很多幾乎不受地域或者全球性經(jīng)濟衰退影響的領(lǐng)域，激光正在作為一種成熟的、對經(jīng)濟增長發(fā)揮重要作用的技術(shù)，呈現(xiàn)出上揚態(tài)勢。盡管預(yù)計全球債務(wù)危機將會限制2013年的某些資本設(shè)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(jīng)濟風(fēng)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(dǎo)體工業(yè)激光系統(tǒng)以傳導(dǎo)冷卻半導(dǎo)體激光BAR條為基礎(chǔ)，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(jié)構(gòu)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(fēng)冷結(jié)構(gòu)。基于同樣的結(jié)構(gòu)，德國DILAS一體化半導(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(xué)》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(shù)提供子系統(tǒng)設(shè)計和制作樣機服務(wù)。

　　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(yù)放大器(pre-amps)、高功率光纖放大器、調(diào)Q光纖激光器子系統(tǒng)、增益可調(diào)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(wù)》2009年4月21日報道：美國Raydiance公司曾經(jīng)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(jù)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(jù)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(wù)和商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。我們的工程和制造團隊已經(jīng)證明了，他們可以利用本公司的核心Discovery平臺技術(shù)來實現(xiàn)高脈沖能量，同時還能得到基于光纖的緊湊結(jié)構(gòu)。我們視之為一項重大突破，它將推動緊湊光纖激光器產(chǎn)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(yīng)用于其它環(huán)境。Raydiance公司利用軟件控制、光纖結(jié)構(gòu)和計算技術(shù)，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(shù)可以應(yīng)用于Raydiance公司即將推出的民用產(chǎn)品。

發(fā)展分析

　　目前，高功率光纖激光器技術(shù)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(guān)?；跇?biāo)準(zhǔn)商用光纖、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(shù)的發(fā)展，基于摻銩光纖和790nm泵浦激光二極管技術(shù)，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(shù)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(jié)構(gòu)，這需要具有更高功率(大于200W)的泵浦模塊。通過光學(xué)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(shù)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(shù)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(zhì)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(shù)被應(yīng)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(zhuǎn)換效率約為45%，由此獲得的放大器總的電光轉(zhuǎn)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(jīng)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(guān)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(shù)(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(zhuǎn)換)效率。

　　這種泵浦技術(shù)與高效率摻銩光纖的最新進展相結(jié)合，已經(jīng)使人眼安全光纖激光器技術(shù)達到25%的(功率轉(zhuǎn)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(wù)。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(biāo)應(yīng)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(yù)計2012年最后一個自然季度，來自半導(dǎo)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(chǎn)品線的成本結(jié)構(gòu)，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(chǎn)品。

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

　　光纖激光器技術(shù)繼續(xù)快速發(fā)展，無論是在低功率科研與超快領(lǐng)域，還是在高功率材料加工領(lǐng)域。“降低每瓦成本使工業(yè)生產(chǎn)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(shù)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(jīng)濟不景氣的因素持續(xù)影響著激光行業(yè)，最直接的結(jié)果就是國際各大主流激光器生產(chǎn)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(shù)。反觀光纖激光器，作為光纖激光器領(lǐng)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(chǎn)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(lǐng)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(shù)中心，將面向光通信建設(shè)、光部件工廠、大學(xué)、研究機關(guān)，實現(xiàn)熔接機和FTTH施工技術(shù)等方面的現(xiàn)地技術(shù)服務(wù)，來回饋廣大購買藤倉產(chǎn)品的客戶。光通信技術(shù)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(shè)緊密相連，迄今為止在武漢、南京等地成立了6家經(jīng)營光纖預(yù)制棒、光纖、光纜、光部件等產(chǎn)品的合資公司，對中國的光通信產(chǎn)業(yè)做出了貢獻。而藤倉公司生產(chǎn)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(lǐng)先。 公司預(yù)計今后會在光關(guān)聯(lián)領(lǐng)域如光纖激光器、光纖傳感器等各種各樣的領(lǐng)域內(nèi)謀求更大的發(fā)展。

　　2、器件商延伸產(chǎn)業(yè)鏈 昂納進軍光纖激光器領(lǐng)域

　　光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品仍然是昂納最為核心的業(yè)務(wù)，但昂納已經(jīng)顯示出向多元化經(jīng)營轉(zhuǎn)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(diào)光通信產(chǎn)品繼續(xù)發(fā)力外，還將考慮其他業(yè)務(wù)發(fā)展機遇。昂納計劃利用現(xiàn)有的技術(shù)平臺，逐步融入鄰近的市場，例如光纖激光器、光學(xué)辨別監(jiān)測及自動化市場。

　　據(jù)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(lǐng)域進軍，昂納今年加大了研發(fā)投入，并計劃在短期內(nèi)在美國成立新研究所，加強開發(fā)新產(chǎn)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(wù)部分研發(fā)人員開銷。

　　財報透露，昂納仍然在在各個范疇內(nèi)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(jīng)聘一位新副總裁主管自動化設(shè)備分部的研發(fā)工作，此外，光纖激光器部分預(yù)計將在第四季度推出產(chǎn)品。昂納表示這些業(yè)務(wù)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(shè)備業(yè)務(wù)，隨后幾年昂納逐步將這些業(yè)務(wù)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(shù)平臺為基礎(chǔ)，向多元化業(yè)務(wù)進軍。此時的多元化策略，已經(jīng)與剛成立時的多元化業(yè)務(wù)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(chǎn)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(wù)：

　　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(wǎng)絡(luò)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(jīng)濟不景氣的宏觀條件下，能夠取得這樣的業(yè)績已經(jīng)是不錯的了。其主要來源于機床、汽車、消費電子及醫(yī)療設(shè)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(chǎn)優(yōu)化，節(jié)省開支，提高產(chǎn)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(wù)以7百萬美元的價格，出售給深圳大族激光。

　　受宏觀經(jīng)濟的影響，GSI集團積極采取應(yīng)對措施，包括進一步的資產(chǎn)重組以及削減12家工廠的計劃。本次出售的激光業(yè)務(wù)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(quán)，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(yù)期將以6百萬美元的價格賣出。

　　為了實現(xiàn)集團的成功轉(zhuǎn)型，GSI還在為其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)尋找買家。GSI曾對醫(yī)療市場做過詳細的調(diào)查，認為其有巨大的潛力。此次激光及半導(dǎo)體業(yè)務(wù)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(shù)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(dǎo)體業(yè)務(wù)，GSI集團還計劃在最后的一個財季里，關(guān)閉位于加州的光學(xué)制造基地。通過業(yè)務(wù)的調(diào)整，GSI集團將更加鞏固激光掃描業(yè)務(wù)的地位。

　　國內(nèi)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(chǎn)4kW全光纖激光器 2013年有望量產(chǎn)

　　2012年11月15日，受數(shù)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(zé)任公司、銳科光纖激光器技術(shù)有限責(zé)任公司和華中科技大學(xué)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(xué)聯(lián)合承擔(dān)的“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)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(zhì)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(lǐng)域，該成果的成功研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化將徹底改變高功率光纖激光器依賴進口、核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)受制于國外的狀況，為我國高功率數(shù)控激光加工系統(tǒng)嵌入“中國心”。