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（一）激光器行业总体概况
1、激光器简介
激光是指特定的物质受到外部强能量激发而产生的光。相较于其他类型的光，激光具有发散度小、亮度高、单色性好、相干性好等一系列特点，因此被广泛地运用于工业制造、信息通讯、生物医疗、科研军事等诸多领域，并在社会生产活动中发挥了极其重要的作用，激光也因此与计算机、原子能和半导体并称二十世纪的新四大发明。作为一种新光源，激光以其方向性好、亮度高、单色性好等特点在各领域都得到了广泛的应用，主要包括工业、信息、医学、商业、科研、军事等应用领域，被誉为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。
激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。泵浦源是激光器的能量供给来源；增益介质是激光器的核心，会吸收泵浦源提供的能量并将激光放大；谐振腔是两面互相平行的镜子，其作用是把光线在反射镜间来回反射并多次经过增益介质，因而在缩短工作物质长度的同时还能达到放大激光功率的目的。
2、激光器分类
激光器的常见分类有四种，即按增益介质、输出功率、工作方式和脉冲宽度区分。
A.增益介质：包括气体、液体和固体。特定增益介质决定了激光波长、输出功率和应用领域。气体中具有代表性的是CO2气体激光器，固体中具有代表性的包括红宝石激光器、半导体激光器、光纤激光器和YAG激光器等。
B.输出功率：指单位时间内输出的能量。不同类型激光器的输出功率范围差异较大。对光纤激光器来讲：分为低功率（1W-3kW)、中功率（3kW-6kW）、高功率（6kW以上)。随着光纤激光技术的飞速发展，大于10kW被称为超高功率。
C.工作方式：可分为连续激光器和脉冲激光器。连续激光器可以在较长一段时间内连续输出，工作稳定、热效应高。脉冲激光器以脉冲形式输出，主要特点是峰值功率高、热效应小。根据脉冲时间长度，脉冲激光器可进一步分为毫秒、微秒、纳秒、皮秒和飞秒。一般而言，脉冲时间越短，单一脉冲能量越高、脉冲宽度越窄、加工精度越高。
D.输出波长：可分为红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等。不同结构的物质可吸收的光波长范围不同，例如金属对近红外光吸收率较高。
此外，根据精度和用途的不同，激光器也可分为工业加工激光器和精准激光器。工业加工激光器通过聚焦高能光子束与材料相互作用，实现对材料的去除、熔化或改性从而达到加工目的。精准激光器较工业加工激光器在波长方面需求差异较大，同时对线宽、噪声、光束质量等稳定性需求上大大提高，乃至对器件的清洁度、工作温度等需求差异都较大。因此当前精准激光器主要应用于科研领域、半导体领域、传感领域、精密测量领域、低空卫星领域、生物医疗领域等。
3、我国工业激光器市场总体情况
面对日益增长的市场需求，激光器厂商纷纷加大研发和生产投入，自2015年起，中国成为全球激光器最大消费市场，国内制造业也进入激光器更新换代高峰期。光纤激光器因其高效、节能等特性，在激光切割、激光钻孔、增材制造等材料加工市场的地位得到进一步巩固。CO2激光器近两年在中国工业激光器的市场份额占比逐年下降。半导体激光器虽然销量持续增长，但短期内仍难撼动光纤激光器的主导地位。
4、激光器产业链
激光器产业链上游为光学元器件和光学材料，包括：泵浦源、激光芯片、光纤光栅、准直器等一系列核心部件。伴随着国内产品技术积累逐渐成熟，以激光芯片及器件、激光晶体为代表的多家企业布局产业链上游。产业链中游是以锐科激光、创鑫激光为代表的激光器制造商。产业链下游则是以大族激光和华工激光为代表的激光加工设备商以及科研院所、高等院校、研究型企业等，最终应用于消费电子、半导体加工、航空航天、高端材料加工、科学研究、生物医疗等众多领域。随着激光器在各应用领域运用的不断扩展和深入，将持续推动激光器行业市场空间的发展壮大。
5、光纤激光器概述
光纤激光器指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，与其它类型的激光器一样，光纤激光器由激光工作物质（增益光纤）、泵浦系统和光学谐振腔三个部分组成。其中泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中，通过增益介质转换为高功率高亮度的信号激光，形成稳定的激光输出。
传统高功率光纤激光器的结构为泵源+谐振器+增益光纤的结构，具体如下：
光纤激光器具有光束质量好、集约化程度高、电光转换效率高、免调节、稳定性和可靠性高等优点，广泛应用于工业加工、科学研究等领域，已成为激光技术发展主流方向和激光产业应用主力军。随着光纤激光器技术的不断进步，激光加工设备正逐步对传统机械加工设备实现替代，渗透率持续提升，应用场景不断丰富。
近些年，激光器功率大幅提升，连续光纤激光器输出功率达到了100kW级，脉冲光纤激光器也已达2kW级。随着各大激光器厂家近年来的不断努力，尤其是在光纤激光器领域，国内已经完成了大部分中低功率激光器的国产化替代，高功率激光器的国产化替代进程也在加快。
数据来源：《2025中国激光产业发展报告》
从我国光纤激光器市场来看，国产光纤激光器逐步实现由依赖进口向自主研发、替代进口到出口的转变。随着国内光纤激光器企业综合实力的增强，国产光纤激光器功率和性能逐步提高。2024年我国光纤激光器市场整体销量持续增长，但受下游需求以及价格战影响，各企业营收及利润率开始下滑。2024年整个市场销售收入为130.1亿元，同比下降4.3%。2024年以来，万瓦以上激光器销售趋势良好，预计2025年整个市场销售收入将达到138.9亿元，增长率为6.8%。历年增长情况如下图所示。
数据来源：《2025中国激光产业发展报告》
（二）精准激光器行业概况
1、精准激光器概况
精准激光器通常是指通过受激辐射放大原理产生高方向性、高单色性、高相干性及高能量密度的激光束，并能够实现微米级甚至纳米级加工精度、测量精度或控制精度的激光器件及其应用系统。精准激光器行业专注于激光技术的精密化与专用化，服务于科研、高端制造、通信等领域，是光电子产业的核心分支之一。
精准激光器在实现高精度加工、高精准测量等方面，具备独特优势，得益于三个核心性能指标：窄线宽、低噪声、宽波段。
激光线宽通常指的是激光的频谱宽度，也就是激光的单色性。激光频谱是指激光输出在频率域上的功率分布特性，即激光能量在不同频率成分上的强度分布。窄线宽激光器是指输出激光的频谱线宽极窄的激光器，即激光的频率纯度极高，能量集中在极窄的频率范围内，通常用“半高全宽（FWHM）”来衡量，单位为赫兹（Hz）。它反映了光源的频率稳定性：线宽越窄，光的频率越单一，单色性越好，相干性越强。经过几十年的发展，窄线宽激光器的线宽由MHz量级推进到kHz甚至Hz量级，其应用越来越多样化。窄线宽激光器因具有高单色性、高相干性、低噪声、高稳定性、动态单模等特性，已成为量子计算机、长距离空间光通信、高灵敏度光学传感、精密测量等领域的理想光源。行业领先企业通过低噪声的电子学设计，及对于光纤DFB激光器的优化设计、固定外腔半导体激光器FECL的设计，可使得直接放大输出的激光线宽<10kHz（部分波长可低至<1kHz）。
激光器的“噪声”是各种输出参数随机波动的简称。激光器的噪声包括强度噪声和相位噪声，强度噪声是指激光输出功率（光强）随时间的不规则波动，相位噪声是指激光光波相位随时间的不确定性，表现为频率抖动或相干性下降。强度噪声过大会影响激光加工、测量等应用的精度和可靠性。相位噪声会降低激光的相干性，影响激光在量子操控、干涉、衍射等实验中的应用效果。通过各种噪声抑制技术将激光输出的噪声降至最低，能有效提高激光在精密加工和测量中的性能。
在量子科技领域中，不同的原子体系以及同种原子不同能级不同作用的激光需求的波长均不相同。例如，激光是操控原子实现中性原子量子计算的最重要的工具之一，按照作用不同可分类为：冷却光（对原子进行激光冷却），光镊/光晶格激光（实现单原子束缚），纠缠光（将原子激发到里德堡态，实现相邻原子的偶极相互作用），态操控激光（拉曼光实现单比特态操控），探测光（探测原子态分布），重泵激光等。针对不同的原子（Rb、Cs、Li 、Sr、Yb等）和不同的作用，所需的波长也各不相同，每种原子的操控均需要5-6种对准原子特定跃迁谱线的激光波长，为了实现量子计算、量子测量等场景，需要不同的波长的激光去和原子发生作用，催生了宽波段激光的需求。
除连续激光器外，精准脉冲激光器同样专注于激光技术的精密化与专用化，可在脉冲的时域宽度、重复频率和频域纵模等方面进行精准调控。脉冲激光器可以将激光以脉冲的形式输出，主要特点是峰值功率高和重频灵活等，可满足工业加工、通信和测量等领域应用需求。
脉冲的时域宽度指的激光脉冲在时域上的宽度，即激光功率达到峰值一半时所对应的持续时间，决定了激光能量在时间上的集中程度，最小脉宽可小于10fs。可有效满足从宏观加工到精密微加工，从生物医疗到前沿科研等领域应用需求。脉冲的重复频率指的是每秒出射的激光脉冲数量，这项参数的精准调控主要针对重频的大小和时序抖动。脉冲激光器的频域纵模的精准调控则是针对纵模的频率位置、间隔等参数进行精准调控，使得输出的脉冲序列可以坐落在精确的波长位置或者具有极大的波长覆盖范围，同时光谱中所有的频率分量都具有极高的稳定度，形成光学频率梳，从而满足精密测量、量子信息技术、时间频率传递等激光高端应用需求。
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