產業上游：比重小 空間大
產業上游主要為激光材料及配套元器件。
主要包括：激光晶體、激光氣體、激光燈、激光電源、激光加工鍍膜、激光器元部件、激光配套軟件等。
代表公司有：福晶科技、光庫科技、高德紅外、華光光電、東駿激光、Oclaro等。
產業中游：攻關難 利潤高
產業中游主要為各種激光器及其配套設備。
主要包括：固體激光器、半導體激光器、光纖激光器、氣體激光器、液體激光器、其他激光器、激光器二極管、數控設備、計算機、設備及包裝、機電產品、儀器儀表、激光模塊等。
代表公司有：IPG、Coherent、LUMENTUM、銳科激光、II-VI、n-Light、大恒科技等。
產業下游：技術應用群雄并起 企業數量最多
產業下游距離生活最近，主要為激光應用產品、消費產品及儀器設備等。
主要包括：激光加工、光通信、光存儲、激光醫療、激光標記、激光照排和印刷、激光測量、激光顯示、激光武器。位于產業下游的企業數量最多。
代表公司有：聯贏激光、ESIO、圣石激光、大族激光、光博士、華工科技、邦德激光、德中技術、天弘激光、Coherent、亞威股份、光韻達、正業科技、金運激光等。
光纖激光上游核心零部件廠商
中國的激光產業在地域上呈現出很強的集聚性，目前已經形成華中，珠三角，長三角，環渤海四大激光產業帶。
圖片來源：OFweek激光網
武漢光谷是國內一大極具規模的光電產業集群中心，集聚了國內超過200家知名激光企業，包括華工科技、銳科激光、金運激光、高德紅外等激光領域知名企業。武漢光谷是名副其實的中國激光谷，擁有完整激光產業鏈，集中了國內激光領域眾多專家和技術人才，武漢光谷擁有專業化、規模化的產學研國家級基地，在激光相關技術上占據國內領先地位。
珠三角地區是中國激光行業的另一大集聚中心，相關產業主要分布深圳、廣州、東莞、佛山這幾大城市，珠三角激光產業群的重心在深圳。深圳擁有大族激光、光韻達、聯贏激光、創鑫激光、杰普特光電等眾多業內知名企業，涉及的激光應用領域非常廣泛。在市場化運作方面，深圳有著華中區域難以匹敵的優勢，2014年深圳的激光產業產值已經超過武漢，成為了激光產業產值第一城市，珠三角地區的激光產業出口額占到全國激光產品出口的三成以上。
長三角區域是我國激光產業主要聚集帶之一，激光產業鏈已經完善，長三角激光產業主要分布在上海、南京、溫州、蘇州、寧波等地，擁有眾多激光元器件、激光以及激光應用設備制造廠家。
環渤海地區是繼華中、珠三角之后形成的又一激光產業重地。環渤海區域的激光產業技術研發實力較強，以北京為代表的市場聚集了大批IT、通信行業相關企業，對激光產品的需求旺盛。蓬勃的市場需求，帶動了這一區域激光產業的發展。總體而言，環渤海區域的激光企業主要集中在北京，天津，沈陽，大連等城市。
一、激光原理
受激輻射示意簡圖（來源：Wiki，中金公司研究部）
激光由激發輻射過程產生。LASER 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的縮寫，受激發射（Stimulated emission）是由愛因斯坦1917 年提出，狄拉克1927 年首次實驗證明受激發射存在。除受激輻射外另外一種光的發射過程是自發輻射。
受激輻射的原理核心是粒子數反轉和能級躍遷。受到激勵光子的輻射，處于低能級E1 上的粒子（工作粒子可以是分子、原子、電子、離子以及準分子）躍遷至高能級E2 上，當足夠多的粒子受到激發，則會發生粒子數的反轉（處于高能級的粒子數量多于處于低能級的電子），此后躍遷至低能級E1 并輻射一個能量為E2-E1（=hv），并與激勵光子完全相同的光子。
受激輻射與自發輻射最重要的區別在于干涉性。自發發射是粒子在不受外界輻射場情況下的自發過程，自發輻射的光子傳播方向和偏振態是無規分布，而受激發射是在外界輻射場控制下的發光過程，受激產能的光子的頻率、相位、傳播方向和偏振態與外界輻射場完全相同。這也是激光具有方向一致、亮度極高、能量集中的本質原因。
二、激光器的工作原理和結構
激光器光學原理示意簡圖
激光器是激光的發生裝臵，有三大功能部件：泵浦源、增益介質、諧振腔。泵浦源為激光器提供光源，增益介質（也稱為工作物質）吸收泵浦源提供的能量后將光放大，諧振腔為泵浦光源與增益介質之間的回路，振腔振蕩選模輸出激光。
? 泵浦源作為能量源，作用是產生光子對增益介質進行激勵。泵浦源發出的光子將增益介質中的粒子從基態泵浦（pump）到高能級，以實現粒子數反轉。激勵機制包括光學激勵（光泵浦）、氣體放電激勵、化學激勵、核能激勵；目前泵浦源一般采用高功率半導體激光器（LD），主要作用是完成電能到光能的轉化。
? 增益介質用來實現粒子數反轉并放大光，同時決定輸出激光的波長。增益介質可以采用液體、氣體和固體。增益介質的基本要求是在受激后產生光子而不是光熱轉化，以及增益介質中的粒子需處于相對孤立的狀態，才可能發生能級間的躍遷。
? 諧振腔主要起到“儲存”、“提純”激光的作用。諧振腔通常由兩塊反射鏡構成，也可以用耦合器構成各種環形諧振腔。光子在反射鏡之間來回反射，不斷在增益介質中引起受激輻射，產生高強度的激光。同時，諧振腔可使腔內的光子有一致的頻率/波長、相位和運行方向，而使得激光具有良好的方向性和相干性。
三、激光器的分類
激光器分類
激光器較為常見的分類有四種，即按增益介質、輸出功率、工作方式和脈沖寬度區分。
? 按照增益介質（工作物質）：激光器的增益介質包括氣體、液體和固定，特定增益介質決定了激光波長、輸出功率和應用領域。氣體中具有代表性的是CO2 氣體激光器，固體中具有代表性的包括紅寶石激光器、半導體激光器和光纖激光器、YAG 激光器等。
? 按照輸出功率：可以分為小功率（0-100W）、中功率（100-1KW）、高功率（1KW 以上）；但有時也將100-1.5KW 范圍內定義為中功率。不同功率的激光器適應的應用場景不同。
? 按工作方式：可分為連續激光器和脈沖激光器。連續激光器可以在較長一段時間內連續輸出，工作穩定、熱效應高。脈沖激光器以脈沖形式輸出，主要特點是峰值功率高、熱效應小；根據脈沖時間長度，脈沖激光器可進一步分為毫秒、微秒、納秒、皮秒和飛秒，一般而言，脈沖時間越短，單一脈沖能量越高、脈沖寬度越窄、加工精度越高。
? 按輸出波長：可分為紅外激光器、可見光激光器、紫外激光器等。不同結構的物質可吸收的光波長范圍不同，例如金屬對近紅外光吸收率較高。
核心觀點：
從增益介質來看，光纖激光器是大勢所；
從輸出功率來看，大功率成為群雄角逐的焦點；
從工作方式來看，連續和脈沖各顯神通；
從激光波長來看，可調諧性決定適用廣度。
四、光纖激發器
光纖激光器示意圖
光纖激光器是指利用摻稀土元素的玻璃光纖作為增益介質的激光器。光纖激光器一般用光纖光柵作為諧振腔，半導體激光器作為泵浦源，泵浦光從合束器耦合進入增益光纖，在包層內多次反射穿過摻雜纖芯，形成粒子數反轉并輸出激光。光纖激光器可整體化設計，可靠性高、穩定性好、結構緊湊、制造成本較低。
光纖激光器常被分為脈沖和連續光纖激光器。脈沖激光器整體增速低于中高功率連續激光器，且壁壘較低，國內參與者較多，市場競爭激烈。目前國內廠商產品性能較進口產品相差無幾，但價格約為進口產品的一半。
光纖激光器也可分為單模和多模。單模光纖激光器采用單模光纖作為增益介質，只穩定運行基模激光，單激光能量集中、發散角小，在需要高能量密度的激光加工中很有優勢，但單模激光器功率一般在2KW以下。多模光纖激光器中同時存在基模和其他高階模式的激光，因此光束發散、光斑較大、功率更高，比較適合于需要較大加熱面積的加工。
五、激光產業國內重點公司企業
上游公司企業：
福晶科技以光學晶體、精密光學元件及激光器件的研發生產為主，廣泛應用于行業中游的激光、光通訊等工業領域。
福晶科技生產的三硼酸鋰晶體（LBO Crystal）
高德紅外主營以紅外熱成像技術為核心的探測器及機芯模組，廣泛應用于中下游的光電系統及武器系統。
光庫科技則主攻高性能光無源器件，在光纖激光、光纖通訊、航天航空、傳感探測等重要領域皆有應用。
中游公司企業：
銳科激光專門從事高功率光纖激光器及核心器件的研發和規模化生產，是國內最大并具有全球影響力的光纖激光器研發和生產基地，率先研制出第一臺擁有自主產權的一萬瓦光纖激光器，為下游激光設備的制造提供動力。
銳科激光生產的單模組連續光纖激光器
大恒科技主營光機電一體化產品及信息技術及辦公自動化產品，多款精密光機標準件產品、超快激光器及應用系統產品，包括用于教學、科研的高精度產品、用于衛星測距、工業精密加工、太赫茲光譜儀、光柵蝕刻的皮秒、飛秒激光器，還有用于醫療方面的光學元件及儀器等。
下游公司企業：
大族激光體量最大，覆蓋面廣，形成了以激光技術為核心，輻射激光器、智能裝備、應用電子、半導體與顯示面板、新能源鋰電、機器人、LED、家電五金、汽車等行業，涵蓋了行業的中下游，具有國內激光行業龍頭的地位。
正業科技主要將激光技術應用在液晶模組、新能源、PCB、焊接等行業，高端裝備及自動化產線是業績增長的主力軍。
亞威股份以金屬成形機床起家，憑借前瞻性布局激光及智能制造，為自己的發展建造了“三駕馬車”，其激光加工裝備在市場上獲得較高評價。
光韻達以精密激光應用技術研究為基礎，致力于利用“精密激光技術”＋“智能技術”取代和突破傳統的生產方式，實現產品的高集成度、小型化、個性化。主營增材制造（激光3D打印）、激光三維電路（3D－LDS）、柔性線路板激光成型、精密激光應用等產品，推動行業朝精細化、精密化方向發展，提高客戶產品附加值。
金運激光在激光領域以激光智能化設備制造為基礎，幫助傳統產業生產系統向數字化、柔性化升級，同時還涵蓋3D打印、AR／VR、3D互動顯示、大數據、云計算、人工智能等數字領域。
六、總結
雖然，國內激光產業已經具備了一定規模，市場份額也在不斷增長當中。華中、華南、華東地區均已形成完整激光產業鏈，并達到一定規模。不過也應該清醒地認識到，與國外激光龍頭企業們相比，國內激光企業仍然存在一些差距，在激光技術與應用方面，許多關鍵技術和核心元器件都對國外廠商存在依賴性，正是這方面的原因制約著國內廠家的進一步發展。特別是在高功率激光器方面，仍然難以取得與國外企業平等較量的地位，在市場競爭力一些方面存在不足。不過由于國內激光市場向好發展，加上廠家們研發實力的不斷提升，國產競爭力正迎頭趕上。相信在不久的將來，國內激光行業一定會一路披荊斬棘，收獲更大市場份額。
