從2007年我國第一臺國產光纖激光器問世算起，光纖激光國產化之路已經走了16年，工業激光器成功從過去受制于人發展到今天遙遙領先——2023年，我國光纖激光器市場國產份額已接近80%。
光纖激光器的發展離不開泵浦源的發展，如果把光纖激光器比作整套激光加工系統的心臟，那么泵浦源則相當于光纖激光器的心臟。今天小凱就帶大家回顧下這一“激光器心臟”的發展歷程。
我國幾乎是與國外同一時期展開對半導體激光技術的探索，科研層面上一直保持相當水準，但產業化進度相對落后，直到2000年前后才陸續出現半導體激光器企業，成立于2003年的凱普林光電是其中最早的一批。
當時大功率半導體激光器的應用剛開始呈現良好的發展勢頭，但耦合封裝市場卻被少數幾家美國公司壟斷，國內企業及科研院所盡管拿得出指標與國外接近的產品，在市場上卻仍是一片空白。2004年，凱普林率先發力攻克了光纖耦合半導體激光器的量產難關。尤其是808nm半導體激光器，憑借超越國外同類產品的性價比和交付能力迅速打開歐美市場，實現了中國制造激光器大批量出口，并由此在激光牙科領域成為國際知名供應商。長期以來，全球主要的牙科醫療設備商一直積極和凱普林保持合作。
808nm半導體激光器
進入醫療領域的同年，恰逢國內印刷業迎來CTP（計算機直接制版）技術研發的高潮。這一技術利用激光掃描成像，提升了制版精度和速度，降低了制版成本，因而受到印刷業追捧。但當時這一技術所有的技術專利都被國外企業把持，國內印刷企業在市場上沒有絲毫話語權，不得不接受“天價”換技術。在這一背景下，凱普林直面國外企業的封鎖和打壓，憑借自身技術積累，與客戶一起逐步研發、攻關，陸續解決了CTP相關難題。2005年，凱普林憑借集成了激光器的激光密排模塊，從眾多競爭對手中搶到了訂單，推動國內印刷業加速進入CTP時代。目前這項技術幾乎全面取代了激光照排技術，凱普林占據了其中多數市場份額。
凱普林激光器激光密排模塊
2007年，國內光纖激光器產業鏈尚在萌芽狀態，國內市場上能見到的光纖激光器、半導體泵浦源幾乎都是進口產品，并且進口泵浦源價格極其高昂、交付周期漫長，使得國內從事高功率激光器研發的企業、科研院所長期面臨“缺泵”困境。因為缺泵，激光器難以上量，又進一步制約了國內企業的議價權。
凱普林早期泵源
盡管當時市場需求的量不大，但凱普林敏銳發現了泵浦源國產化的機遇。憑借過去已經得到市場驗證的技術積累，凱普林結合光纖激光器的使用特點，完成了對高性能芯片封裝技術的開發和實踐，率先推出10W泵浦源。這一舉動有力推動了國產光纖激光器的落地，一舉打破了國外廠商在泵浦源及光纖激光器領域對中國的壟斷。
2008年底，中央推出4萬億計劃，我國由此進入大基建時代。大基建對激光行業影響最深遠的當屬激光切割板塊：逐年增加的金屬加工需求結合激光切割金屬的優勢，為激光切割機市場的發展帶來了巨大的空間。
在此之前，激光切割主要以CO2氣體和YAG固體為主，光纖激光由于功率低，僅被視為“薄板”工具，加之進口設備極其昂貴，并未得到市場重視。但部分行業人士堅定看好光纖激光的未來，陸續開發3000W等更高功率的光纖激光切割機，一點點撬動激光切割市場。2014年，光纖激光器市占率開始超過CO2激光器，成為新一代的市場主流。
CO2激光器產品示例
在光纖激光由弱變強、逐漸成為市場主流的幾年間，市面上幾乎全是進口的光纖激光器（進口份額常年維持在90%以上）。光纖激光國產化之路受限于泵浦功率低及合束技術不成熟，完全無法撼動進口產品的地位。但由于這一方向已經非常明顯，陸續有新企業入局半導體激光泵浦源領域，加上凱普林等老企業進一步加大技術攻關力度，2014年國產200W泵浦源問世，有力支撐了國產千瓦級激光器在切割、焊接等領域向進口產品發起挑戰。
2014年出現的國產200W泵浦源，不僅從品質和性能上提升了國產千瓦級激光器的競爭力，還為國產光源企業的爆發奠定了基礎。2015年前后，國內涌現出一大批各具特色的光纖激光器制造商，在國產泵源和高功率合束技術被攻克后，國產高功率激光器一時間呈現出百花齊放的局面。2018年，國產萬瓦激光器在工業市場得到應用，國產3000W以下激光器已經能夠跟進口光源掰手腕。
凱普林泵浦源功率進化圖
伴隨著國產激光器功率日益提升，泵浦源的功率升級也沒停止——200W，330W，一直到2020年，凱普林再度引領行業，創新性地將偏振合束和密集排布理論應用于泵浦源中，顯著提升了光纖激光器的功率密度和集成度，成功把660W泵浦源推向市場。泵源功率進一步提升，確保了高功率激光器的性能及品質，也成功將國產光源與進口光源的角力場提升到萬瓦級別，助推了國產激光器掀起一輪“萬瓦風暴”。那年9月的上海工博會上，萬瓦激光器已經是全場所有光纖激光企業的標配，國產3萬瓦、4萬瓦幾乎遍布每一個展臺。
2021年，凱普林又一次實現技術領跑，推出了千瓦級泵浦源，也將我國的泵浦源行業帶入千瓦時代。這一時代最顯著的成果，就是推動了光纖激光器的小型化，單模塊12kW激光器開始大量出現。一方面，千瓦級的高功率泵浦有效降低了萬瓦激光器對模塊數量的要求，1萬瓦級別實現了單模塊，2萬瓦、3萬瓦的體積也較過去開始變小，打開了光纖激光器發展在追求高功率、高亮度之外的第三條路——小型化；另一方面，隨著手持激光焊市場的火熱，更小體積的激光器能夠顯著降低手持激光焊機的運輸和操作難度，并由此激發了一些激光器企業開啟對小體積的極致追求。
2022年，在泵浦源領域一直位居行業引領者地位的凱普林，發布了體積更小的閃電系列光纖激光器。這種顛覆式的體積減小對下游影響巨大，直接改變了手持激光焊的市場格局，同時也給針對激光切割機出口的企業帶來重大利好。盡管2022年就已經有了成熟產品，但凱普林對其中的核心技術一直秘而不宣，直到2023年才公開——閃電系列激光器成功瘦身的關鍵在于CTC芯片一體化技術，而這一技術也宣告泵浦源市場再度升級，進入主打高集成度泵浦的4.0時代。憑借CTC芯片一體化技術，凱普林在2023年推出了單泵功率高達5000W的泵浦源，并將陸續運用到新一代的光纖激光器身上。
5000W泵浦源
回顧泵浦源的發展歷程可以發現，光纖激光器國產化的每一個重要里程碑都離不開國產泵浦源的技術革新。凱普林光電作為國產泵浦源的推動者，始終保持著對行業的預判和技術引領，為國產光纖激光器在競爭中取勝提供了有力保障。
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