④稳定性
光纤激光器的稳定性高。其光纤结构对环境的变化(如温度、湿度、振动等)不敏感,能够在较为恶劣的环境下保持稳定的工作状态。同时,光纤激光器采用固态结构且不含自由空间光学组件,因此被认为更耐用且能适应环境变化。
固体激光器的稳定性相对较差,环境因素的变化可能会对其性能产生较大的影响。
⑤散热性能
光纤激光器的散热性能优异。它的增益介质是光纤,具有较大的表面积与体积比,热量能够快速散发出去,因此可以长时间稳定地工作,并且能够承受较高的功率输出。
固体激光器的散热相对困难,在高功率运行时容易出现热效应问题,影响激光器的性能和寿命。
⑥尺寸与维护成本
光纤激光器非常紧凑并且几乎无需维护。光纤的小尺寸和没有外镜大大减少了与固态激光器相关的对准问题。此外,光纤出色的散热能力通常无需主动冷却,从而进一步减少维护需求。同时,光纤激光器通常操作起来更安全,因为激光被限制在光纤内,从而降低了意外暴露的风险。
固态激光器中镜子的对准对其运行至关重要,需要定期检查和调整,从而增加了维护工作量。此外,固态激光器通常需要主动冷却来管理增益介质中产生的热量,这不仅增加了系统的复杂性,而且增加了维护需求。固态激光器往往比光纤激光器体积更大。对大增益中镜和外镜的需求增加了它们的尺寸和重量,限制了它们在空间有限的应用中的适用性。
二、应用领域
光纤激光器则以其高功率、高光束质量、良好的散热性能和稳定性在工业切割、焊接领域大放异彩。光纤激光器特别适用于金属材料的厚板切割和焊接,其高电光转换效率和免调节、免维护的设计,大大降低了使用成本和维护难度。同时,光纤激光器对恶劣工作环境的高容忍度,如灰尘、震荡、湿度等,也使其在各类工业现场中表现出色。连续激光器在宏观加工领域的渗透程度较高,在该领域已逐渐替代传统加工方式。
三、市场占有率
我国正处于制造业从中低端制造向高端制造转型升级的过程,中低端制造占比高,宏观加工市场同时覆盖中低端制造和部分高端制造,市场需求大,因此,光纤激光器的市场容量较大。
国内中低功率光纤激光器国产化程度高,国内规模化生产厂商众多。根据《中国激光产业发展报告》显示,小功率光纤激光器已全面实现国产替代;中功率连续光纤激光器方面,国产品质与其没有明显劣势,价格优势明显,市场份额相当;高功率连续光纤激光器方面,国产品牌已实现部分销售。
至于固体激光器,由于国内发展较晚,目前还没有以该产品为主要业务的上市公司,一般是购买国外品牌。
光纤激光器凭借其高输出功率的特点主要被应用于宏观加工领域(激光宏观加工一般指激光光束对加工对象的影响范围为毫米级的尺寸和形状的加工);固体激光器则具有短波长、窄脉宽、高峰值功率等优点被广泛应用于微加工领域(微加工一般指精度达到微米甚至纳米级的尺寸和形状的加工),导致固体激光器和光纤激光器的用户存在一定差异。
总的来讲,固体激光器与光纤激光器应用领域各有侧重,各自有其应用领域。二者在绝大部分领域不存在直接竞争关系,在微加工领域重合的金属材料加工领域,在金属达到一定厚度的情况下因成本原因该领域一般采用传统方式或光纤激光器,仅在金属厚度薄或对加工要求高且对成本不敏感的场景采用固体激光器。此外,二者竞争重合度低,固体激光器主要用于非金属材料(玻璃、陶瓷、塑料、聚合物、包装物、其他脆性材料等)加工,在金属材料领域用于对精度要求高且对成本相对不敏感的场景。
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