全固態(tài)激光器是由激光二極管泵浦的固體激光器(Diode Pumped Solid-State Lasers, DPSSL),按增益介質(zhì)形狀主要有圓棒激光器(Rod Laser)、板條激光器(Slab Laser)、薄片激光器(Thin disk Laser)和光纖激光器(Fiber Laser)等。全固態(tài)激光器集半導(dǎo)體激光器和固體激光器的優(yōu)勢(shì)于一體,具有體積小、重量輕、效率高、光束質(zhì)量好、可靠性高、壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)靈便(連續(xù)/重復(fù)率/長/短脈沖)等一系列優(yōu)點(diǎn),是激光器家族中最重要的一員,在科研,工業(yè),軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
全固態(tài)激光具有極高的能量密度,可以作為一種理想的加工工具應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,其應(yīng)用工藝有激光切割、焊接、表面處理、打孔和快速成型等,可解決如:金屬、復(fù)合材料、半導(dǎo)體材料、陶瓷、玻璃等多種材料的加工、成型和精煉等技術(shù)問題。激光加工是一種非接觸的加工方法,高效、清潔、熱影響區(qū)小,不僅可以解決許多傳統(tǒng)加工方法難以完成的問題,而且還能節(jié)約原材料和能源、提高工效、改善加工質(zhì)量和降低成本。激光加工在先進(jìn)制造技術(shù)中占有重要地位,對(duì)企業(yè)改造傳統(tǒng)加工工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量都起著重要作用。同時(shí)激光加工應(yīng)用技術(shù)一直是國家重點(diǎn)支持和推動(dòng)應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù),特別是政府強(qiáng)調(diào)要振興制造業(yè),給激光加工技術(shù)的應(yīng)用帶來了發(fā)展機(jī)遇。在國家制定中長遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃時(shí), 又將激光加工列為關(guān)鍵支撐技術(shù), 它涉及國家安全、國防建設(shè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和科技前沿的發(fā)展, 因此國家對(duì)激光加工技術(shù)給予了高度重視,這必將為激光器的制造和激光加工裝備升級(jí)帶來巨大商機(jī)。
跟據(jù)我國國家海關(guān)總署的統(tǒng)計(jì)顯示, 從2007年到2010年我國在全固態(tài)激光器的進(jìn)口數(shù)量一直呈高速增長態(tài)勢(shì),其年增長率基本保持在20%左右,到2010年進(jìn)口激光器數(shù)量已增長達(dá)到1.35萬臺(tái),其中千瓦以上高功率全固態(tài)激光器的比例約占10%。全固態(tài)激光在工業(yè)化應(yīng)用方面正越來越廣闊,通過國內(nèi)市場(chǎng)的各種宣傳、展示、普及和用戶培訓(xùn), 使激光加工市場(chǎng)不斷地拓大拓寬,從而給國內(nèi)用戶帶來采用這種先進(jìn)制造技術(shù)的信心和決心,促成了激光加工得以越來越廣泛應(yīng)用的外部環(huán)境。因而對(duì)激光加工裝備核心部件大功率激光源的需求越來越多。對(duì)此海關(guān)總署預(yù)計(jì)在未來五年,隨著國外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)蘇以及國內(nèi)“十二五”經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)一步深化發(fā)展,國內(nèi)對(duì)全固態(tài)激光器需求會(huì)進(jìn)一步增長(見圖2所示),其中千瓦級(jí)以上全固態(tài)激光器所占的比例還會(huì)略有提高,約占總數(shù)的12%左右,目前,進(jìn)口千瓦全固態(tài)激光器價(jià)格約130萬左右,隨著半導(dǎo)體激光器(LD)價(jià)格降低及技術(shù)的進(jìn)一步成熟,預(yù)計(jì)2015年千瓦全固態(tài)激光器價(jià)格有望降至60~80萬元。
目前由于價(jià)格因素,我國高功率激光加工中多采用CO2 激光器和燈泵固體激光器,不過由于全固態(tài)激光器在穩(wěn)定性、壽命、功耗等方面的顯著優(yōu)勢(shì),目前已經(jīng)逐步進(jìn)入工業(yè)加工領(lǐng)域,相信隨著成本的進(jìn)一步降低,必將會(huì)占領(lǐng)更大的市場(chǎng)份額。國內(nèi)高功率激光應(yīng)用于工業(yè)加工剛剛起步,但發(fā)展很快,高功率全固態(tài)激光器用于工業(yè)加工將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,大幅度提升我國工業(yè)加工的國際競(jìng)爭(zhēng)力。
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