激光技術自問世以來，60多年間，取得了飛躍的發(fā)展，其應用幾乎涵蓋所有工業(yè)領域，除輕工業(yè)、汽車、航空航天、動力及能源行業(yè)外，正逐步向精細、微細加工領域拓展，有力推動了電子制造、集成電路、通訊、機械微加工、醫(yī)療、牙科、美容儀器設備及新興應用的發(fā)展。

激光的加工總的而言可分為宏加工與微加工，目前全球范圍內宏加工的技術與市場開發(fā)已經充分，而微加工還在繼續(xù)發(fā)展，在，特別是超高精度的微加工只是起步階段。討論激光微加工的發(fā)展，關鍵在于超短脈沖激光器。

早在1995年，人們就發(fā)現(xiàn)了超快激光在微加工應用的潛力，例如德國的漢諾威激光中心。然而在當時，可用的激光器體積很大，科學儀器很笨重，不適合工業(yè)應用。在1990年代后期，??歐洲的研發(fā)工作，尤其是蘇黎世和波爾多，帶來了新一代直接二極管泵浦、摻鐿超快激光器的出現(xiàn)。基于新的激光材料，摻鐿激光器更可靠、更緊湊，比第一代科學激光器的效率更高。

最初由幾個先驅創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)，后來越來越多的廠商也加入開發(fā)，超快激光器現(xiàn)在已經演變成一種強大的工業(yè)加工工具。在過去的10年中，商用超快激光器的平均功率增加了一百倍，今天達到數(shù)十瓦甚至上100瓦。最近實驗室的發(fā)展重點已經瞄準了千瓦級超快激光器。

超快激光器也許是從2003年左右才開始了真正的工業(yè)應用，包括在醫(yī)療上也有了很多應用。超快激光器很快成為科研熱點與企業(yè)創(chuàng)新方向。最有趣的是，最開始掌握這一領域的不是所謂行業(yè)巨頭，大部分是小企業(yè)，包括Positive Light, Raydiance, EKSPLA, Light Conversion, Femtolasers, HighQ Laser, Lumera, Amplitude, Time-bandwith, Attodyne, FiLaser, EdgeWave, Fianium, Onefive等。這些企業(yè)掌握著核心超快激光技術，然而初創(chuàng)的階段規(guī)模不大，而且超快激光成本較高，市場需求量有限，這些企業(yè)發(fā)展步伐平緩。然而超快激光加工是未來一大趨勢，行業(yè)巨頭紛紛關注到這一點，通過并購或自行研發(fā)也介入了超快激光器業(yè)務。前面所提及的公司大部分都被收購了，其產品繼而成為行業(yè)巨頭的明星產品。

 

(圖片由呂啟濤博士提供)

在過去五年時間內，超快激光器基本上完成了行業(yè)格局的整合，除了自創(chuàng)業(yè)至今仍然保持獨立運作的EKSPLA, Light Conversion, Amplitude幾家企業(yè)，如今行業(yè)巨頭通快公司Trumicro系列、羅芬公司的Starpico/StarFemto, JDSU的Picoblade， 理波公司的Spirit/High Q以及相干公司的Talisker產品是目前較受歡迎的主流。

近年來，超快激光器正逐漸進入人們的視野。它變得更加可靠，并成為諸多領域的重要工具，如醫(yī)學、科研、遠程通訊、半導體檢驗以及材料加工，特別是移動電子設備。隨著超快激光器價格的下降，從業(yè)者之間的競爭增加，這些激光器的應用領域也在增加。

過去幾年，在全球激光光源市場結構里，除了YAG激光器與CO2激光器增長放緩，光纖激光器是一枝獨秀，2016年全球市場突破100億人民幣，占據(jù)全球激光源總額超過35%，而在中國光纖激光器所占光源比例接近50%。紫外激光器與半導體激光器發(fā)展也非?；钴S，2016年國內紫外激光器市場出貨數(shù)量超過6000臺，2017年預計增長60%以上。

與整個激光器市場相比，超快激光市場份額相對較小，但其增長速度是整個激光市場增長速度的兩倍。以通快、相干、光譜物理、英諾激光等公司為代表的超快激光器應用呈現(xiàn)了快速穩(wěn)健的增長。超快激光器將在增材制造、微材料加工、精準加工、精準醫(yī)療、薄玻璃切割、微納加工等更多新型應用領域不斷開疆拓土，成為值得期待的應用領域之一。

10年前，超快激光器豈止昂貴能夠形容，一臺皮秒激光器可達數(shù)百萬元，近幾年超快激光器價格已逐步下降，但目前仍然身價很貴，一臺皮秒激光器成本還在一百萬元以上，主要是針對科研、醫(yī)療以及高端工業(yè)應用，然而要大規(guī)模應用，超快激光市場還是要經歷性價比的戰(zhàn)場，特別是在中國市場要大眾化應用，則要讓用戶買得起、用得起。

目前激光微加工領域主要還是納秒級固體、紫外與光纖激光器應用為主，隨著逐漸擴大的應用范圍和逐漸下降的價格，超快激光從業(yè)者們將迎來春天。許多高要求的加工，從納秒激光過渡到皮秒激光加工，是一個趨勢。皮秒激光或許未來也會走脈沖光纖激光器的類似道路，技術成熟的國產化皮秒激光源批量推出后，競爭加劇，外國供應商也跟隨降價，如果真出現(xiàn)這種情況，那么超快激光的規(guī)?；瘧脤絹?。

粗略估計，2016年全球超快激光器產值超過8億美元，未來三年還會出現(xiàn)加快增長，至2020年市場產值可達14億美元。在中國，由消費電子產品加工帶來的超快激光微加工應用需求量會大幅度增加。目前的光纖激光器制造商未來也許會介入超短脈沖光纖激光器，這一變化將會給這一領域帶來新的推動力。  (作者：Johnny)