一、 綠光激光器行業(yè)概述
早期我們所熟知的工業(yè)加工所采用的激光器通常為紅外激光器（波長1um左右）和紫外激光器（波長400nm以下）。
近幾年，隨著我國光伏行業(yè)和鋰電池行業(yè)的迅猛發(fā)展，綠光激光器（波長510-560nm）作為一種新出現(xiàn)的熱門激光器，在光伏、鋰電行業(yè)不斷推廣應(yīng)用，開始為業(yè)內(nèi)所熟知，綠光激光器在工業(yè)加工領(lǐng)域的商用化也取得了較大的進(jìn)展。
二、 中國綠光激光器市場發(fā)展情況
全球?qū)G光激光技術(shù)進(jìn)行布局和推廣最早的企業(yè)是德國通快公司和美國IPG公司，也是當(dāng)前全球綠光激光技術(shù)最領(lǐng)先的企業(yè)。德國通快公司和美國IPG公司通過固體碟片激光技術(shù)和光纖激光技術(shù)，分別可以獲得超過3kW和1kW的超高功率綠光輸出。
隨著我國綠光激光技術(shù)的發(fā)展，近幾年，我國也已經(jīng)涌現(xiàn)一批企業(yè)掌握了綠光激光器的研發(fā)和生產(chǎn)制造工藝技術(shù)，國產(chǎn)綠光激光器逐步開始走上工業(yè)激光加工的舞臺(tái)。
根據(jù)市場公開數(shù)據(jù)顯示，在光纖激光器領(lǐng)域，武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司、深圳市杰普特光電股份有限公司、深圳公大激光有限公司、武漢安揚(yáng)激光技術(shù)股份有限公司和武漢光至科技有限公司均在自己的官網(wǎng)上公開有光纖綠光激光器的產(chǎn)品介紹。
在固體激光器領(lǐng)域，英諾激光科技股份有限公司、蘇州英谷激光有限公司、武漢華日精密激光股份有限公司、羅根激光科技 (武漢) 有限公司等也公開有固體綠光激光器產(chǎn)品。
根據(jù)調(diào)研人員對綠光激光器生產(chǎn)廠商和其上下游相關(guān)企業(yè)的工作人員的走訪和調(diào)研的數(shù)據(jù)整理得知我國的綠光激光器的市場規(guī)模情況如下：從2018年至2022年期間，國內(nèi)每年的光纖綠光激光器的出貨量大致在400-600臺(tái)，主要產(chǎn)品為脈沖光纖綠光激光器，每年銷售額大致在1-1.4億，國產(chǎn)企業(yè)市場占比較低，市場主要被國外企業(yè)所壟斷。2023年，國內(nèi)光纖綠光激光器的出貨量在800臺(tái)左右，主要產(chǎn)品仍然為脈沖光纖綠光激光器，年銷售額仍約為1.5億，其中國產(chǎn)綠光出貨量在500臺(tái)左右，國產(chǎn)綠光的銷售額為9000萬-1億，由于國產(chǎn)綠光產(chǎn)品相較國外綠光產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢，2023年，國內(nèi)光纖綠光激光器的出貨量雖然相較2022年增幅較快，但是整體年銷售額相較2022年并未出現(xiàn)明顯大幅增長。
從2019年至2023年期間，國內(nèi)每年的固體綠光激光器的出貨量在300-500臺(tái)，國產(chǎn)固體綠光激光器以低功率的固體脈沖綠光激光器為主，國外企業(yè)以高功率的固體連續(xù)綠光激光器為主，總體年銷售額在1-1.4億左右，國產(chǎn)企業(yè)的出貨量比重較大，大約年出貨量達(dá)到200-300臺(tái)，但是單價(jià)較低，國產(chǎn)企業(yè)的固體綠光激光器的銷售額在總銷售額中的占比不高。國外企業(yè)雖然出貨量少一些，但是單價(jià)較高，因此，國外企業(yè)的固體綠光激光器的銷售額在總銷售額中的占比較高。
隨著綠光激光器在光伏、鋰電和半導(dǎo)體行業(yè)的不斷滲透，以及在3D打印、航空航天等新領(lǐng)域的不斷推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)在近3年內(nèi)，國內(nèi)綠光激光器的市場規(guī)模還將繼續(xù)保持20-30%的年增長水平，綠光激光器的國產(chǎn)替代發(fā)展將仍具備廣闊的市場空間。
圖1 中國綠光激光器市場規(guī)模及預(yù)測（單位：億元）
三、 綠光激光器的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
綠光激光器由于其短波長的工作特性，在銅、鋁等高反材料的加工上具有非常重要的應(yīng)用需求，也是諸多前沿科研領(lǐng)域不可或缺的工具。例如，綠光激光器常用于太陽能電池劃片、摻雜、3C電子和半導(dǎo)體銅箔切割、焊接，鋰電池焊接、晶圓退火和3D打印等熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。
1. 脈沖綠光光纖激光器在銅箔切割上的應(yīng)用
圖2 綠光激光器切割效果圖
采用脈沖綠光激光器進(jìn)行FDC線路的切割，保險(xiǎn)絲位置最小線寬可以做到150um，切割平整，切割效率≥1000mm/s,切割時(shí)不上底膜。
2. 脈沖綠光光纖激光器在光伏摻雜上的應(yīng)用
圖3 綠光激光器進(jìn)行光伏摻雜的效果圖
采用脈沖綠光激光器進(jìn)行光伏摻雜，能量分布更均勻，脈沖控制更穩(wěn)定。
3. 連續(xù)綠光光纖激光器在銅箔焊接上的應(yīng)用
圖4 綠光激光器進(jìn)行銅箔焊接效果圖
采用連續(xù)綠光激光器進(jìn)行銅材焊接，焊接穩(wěn)定，紫銅對綠光吸收率約40%，焊接過程無飛濺，熱影響小。
4. 連續(xù)綠光光纖激光器在鋰電池焊接上的應(yīng)用
圖5 綠光激光器進(jìn)行鋰電池焊接的效果圖
采用連續(xù)綠光激光器進(jìn)行進(jìn)行大圓柱鋰電池焊接，良率可以做到95%以上。
5. 連續(xù)綠光光纖激光器在金屬3D打印上的應(yīng)用
圖6 綠光激光器進(jìn)行金屬3D打印的效果圖
采用連續(xù)綠光激光器進(jìn)行銅、鈦合金等高反材料的3D打印，特別是純銅材料的3D打印，目前純銅材料3D打印樣件的致密度可以達(dá)到99.5%以上，打印樣件的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱率、導(dǎo)電率的物料參數(shù)基本與壓鑄樣件相當(dāng)。
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