紫外激光器快速发展 市场需求不可小觑
发布时间：2019-08-05 16:24
紫外激光器快速发展 市场需求不可小觑
在目前激光器市场被光纤激光器独占风头的情况下，紫外激光器似乎并没有像前者那么引人关注。确实，光纤激光器能占据那么大的市场份额不是没有原因，紫外激光器由于自身的局限性，其应用并不能像光纤激光器的应用那么广泛，然而也正是因为紫外激光器355nm波长的独特属性，使其能胜任其他激光器无法达到的特殊效果，这使得紫外激光在一些特殊应用中成为了不二之选。
紫外激光是由红外光经过三倍频技术获得，是一种色冷光源，其加工方式被称为冷加工，具有较短波长和脉冲宽度以及良好光束质量的激光器可以产生更聚焦的光斑并保持最小热影响区(Heat-affecting Zone)以实现更精确的微加工。高能量吸收，尤其是在紫外波长和短脉冲范围内，允许材料快速汽化，从而减少热影响区和炭化。较小的聚焦点允许更高的精度和更小的尺寸加工。因为其产生的热影响区非常非常小，因此紫外激光加工的方式就成了“冷加工”，这是紫外激光加工的一大特点，也是它与其他类型激光的区别。紫外激光主要是利用光化学反应来加工，激光可深入到产品材料的内部。因为其波长比可见光波长更短，然而又恰恰因为这些短波，紫外激光器能够更精确地聚焦，从而使其在进行极其精细的高端加工，同时也能保持优良的定位精度。
常见的紫外激光加工应用有电子产品打标、白色家电、电器外壳标记，食品、药品生产日期的飞动标记、皮革、工艺礼品、织物切割、橡胶制品、眼镜材料、外壳名牌、通讯器材等应用。
另外在一些高端、精细的加工领域，紫外激光加工同样可以大展拳脚。比如PCB的切割与分板、陶瓷打孔划片等。另外值得一提的是EUV(极紫外光刻)，它是目前唯一能进行7nm芯片工艺制程的激光加工工艺，它的存在使得摩尔定律在今天还在延续。
紫外激光器市场这两年来发展迅速，在2016之前，全国紫外激光器的出货量不过三千多台，但到了16年的时候，紫外激光器出货量突然飙升至6000多台，2017年紫外激光器出货量9000多台。这是得益于紫外激光精密加工应用的市场需求上升，此外还因为一些YAG激光和CO2激光的应用被紫外激光加工所取代。
当前国内从事紫外激光器生产与销售的企业有不少，其中包括华日激光、英谷激光、贝林激光、罗根激光、天津梅曼激光、、瑞丰恒科技、英诺激光、道中道激光、富通尼等等。如今，国产的紫外激光器从大约2009年起步发展至今，已经是一项较为成熟的技术，十多家企业也已实现了量产，在紫外固体激光器方面打破外国的垄断使得国内紫外激光器价格水平大幅下降，大幅减低了激光器使用成本又使得激光加工更大范围的普及，对推动国内制造业水平有非常积极的影响。然而也要看到国内厂商的技术产品主要集中在中低功率水平，从1瓦至12瓦之间，华日激光有>20瓦的产品。而高功率紫外激光器方面目前是空白，与外国水平仍然有差距。
国外紫外激光业务发展得比较好的企业有光谱物理(Spectral-Physics)、相干、通快、先进光波、Powerlase、甚至IPG也有紫外激光业务。光谱物理拥有60瓦的高功率紫外激光器(M2 <1.3)，而Powerlase拥有DPSS最高180瓦紫外激光器(M2<30)。再如IPG，其年销售近百亿人民币，占中国光纤激光器市场份额超过一半。然而IPG也对紫外激光市场抱有很大的期望，尽管与光纤激光业务相比，IPG在中国的紫外激光业务只占整体营收的一小部分，这个光纤激光器巨人还是对紫外激光器未来的业务增长抱有很大期望——由于中国对消费电子制造业应用的需求，IPG在最近一个季度出售价值超过100万美元的紫外光纤激光器。IPG希望在这个特定领域中与MKS子的公司光谱物理及其更传统的二极管泵浦固态激光器竞争。
总的来说，紫外激光器虽然没有像光纤激光器那样独领风骚，但其应用前景以及市场需求同样不可小觑。
从这两年来紫外激光器出货量的陡升就可以看出，紫外激光加工是激光加工市场中的一股重要的力量。随着紫外激光器的国产化，国内外品牌的竞争会进一步加强，在客观上有利于紫外激光器在国内激光加工的进一步普及。
紫外激光器的相关技术包括谐振腔设计、倍频控制、腔内热补偿以及冷却控制等。在冷却方式方面，低功率段的产品有用水冷和风冷两种，目前大多数厂家都采用水冷，而中高功率的产品全部采用水冷。因此，紫外激光器市场的快速增长必然会带动紫外激光专用冷水机的需求量。紫外激光器的稳定输出需要维持内部热量在一个稳定范围，因此在冷却效果上，水冷比风冷更稳定、更可靠。
众所周知，冷水机的水温波动越大(即温控精度太差的话)，会导致光损耗量增大，影响激光加工成本及缩短激光器使用寿命。而冷水机精度越高，水温波动越小，激光输出就越稳定。另外，冷水机的水压越稳定，可极大地减少激光器管道负荷和避免气泡产生。而特域冷水机管道设计合理，结构紧凑，极大避免了气泡产生，稳定激光器出光，延长寿命，节省用户成本。
