光从组成物质的原子中发射出来，原子获得能量后处于不稳定状态（也就是激发状态），它会以光子的形式把能量发射出去。激光是一种纯色、准直、高亮、同向、能量密度高的光子队列，常常被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的应用很广泛，主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距等等。

在工业上，通常将激光分成连续波、准连续、短脉冲、超短脉冲四类。连续波以多模连续光纤激光器为代表，占据了当前工业市场的大部分份额。准连续波又称长脉冲，可产生ms～μs量级的脉冲，占空比为10％，这使得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率。短脉冲指的是ns量级的脉冲，广泛的应用于激光标刻、钻孔、医疗、激光测距、二次谐波的产生、军事等领域。超短脉冲则是我们所说的超快激光，包括达到ps、fs量级的脉冲激光。

激光器一般包括三个部分，工作介质，激励源和谐振腔。泵浦源为激光器的光源，激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体，在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。

产业现状：近年来，中国传统制造业正面临深度转型和升级。在“智能制造2025”战略驱动下，附加值更高的高端精密加工市场需求大幅增长。随着这一转变，激光技术在消费电子、新型显示、激光内雕、生物医疗等领域获得了越来越多的应用，这些新的需求对激光加工精细度的要求变得更加苛刻。在强大的市场需求力刺激下，超快激光技术不断取得新的突破，并迅速成为行业重点关注的发展方向。

据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国超快激光器市场竞争策略及投资可行性研究报告》统计数据显示：全球工业激光器收入从2012年的23.4亿美元增加至2017年的46.8亿美元，近三年的市场规模增长率分别为10.6％、24.2％和28.6％。其中超快脉冲激光器占比约为24％，预计2020年，全球超快脉冲激光器市场规模有望突破15亿美元。

2012-2017年全球激光器市场规模现状分析

数据统计：中金企信国际咨询

中国的超快激光器产业化起步较晚，目前市场多以外国激光器为主，如美国IPG、相干、光谱物理（MKS旗下）、德国通快、丹麦NKT光子等。但随着超快激光市场需求的扩大，国内激光技术的不断突破与成熟，国内也有许多激光企业在超快激光市场取得了一定成绩。

企业分布：中国的激光产业在地域上呈现出很强的集聚性，目前已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带。其中：

（1）华中激光产业带：以武汉光谷为代表的华中激光产业带产品最为全面。武汉光谷是国内一大极具规模的光电产业集群中心，集聚了国内超过200家知名激光企业，拥有完整激光产业链，集中了国内激光领域众多专家和技术人才，在激光相关技术上占据国内领先地位。其优势代表企业有华日激光、安扬激光、虹拓新技术等。

（2）珠三角激光产业带：珠三角地区是中国激光行业的另一大集聚中心，相关产业主要分布深圳、广州、东莞、佛山这几大城市，重心在深圳。在市场化运作方面，深圳有着华中区域难以匹敌的优势，2014年深圳的激光产业产值已经超过武汉，成为了激光产业产值第一城市，珠三角地区的激光产业出口额占到全国激光产品出口的三成以上。其优势代表企业有大族激光、英诺激光、华快光子、瀚盈激光等。

（3）长三角激光产业带：长三角区域是我国激光产业主要聚集带之一，激光产业链已经完善，长三角激光产业主要分布在上海、南京、温州、苏州、宁波等地，拥有众多激光元器件、激光器以及激光应用设备制造厂家。其优势代表企业有贝林激光、诺派激光、国神光电、郎研光电等。

（4）环渤海激光产业带：环渤海区域的激光产业技术研发实力较强，以北京为代表的市场聚集了大批IT、通信行业相关企业，对激光产品的需求旺盛。蓬勃的市场需求，带动了这一区域激光产业的发展。总体而言，环渤海区域的激光企业主要集中在北京，天津，沈阳，大连等城市。其代表企业有：卓镭激光、国科激光、天津凯普林、盐城物科光电等。

产业前景：当前超快激光已走出实验室，逐步走向各个行业的实际应用，虽然当前超快激光价格较高，但随着技术的发展和成本的降低，超快激光在未来将会在多个行业广泛应用。国内外超快激光龙头已经率先将超快激光运用于相关产业，并且取得了良好的效果

超快激光在真正意义上实现了冷加工，在精密加工方面有显著优势，随着超快激光器的生产工艺逐渐成熟，成本逐渐下降，未来有望广泛的应用于医疗生物、航空航天、消费电子、照明显示、能源环境、精密机械等下游行业。

（1）“冷”加工优势使得超快激光在多个领域独占鳌头：超快激光以其独特的超短持续时间和超强峰值功率正在打破以往传统的激光加工方法，开创了材料超精细、低损伤和空间3D加工和处理的新领域，该技术已在精密加工、消费电子、医学美容、航空航天、光伏能源等多个领域得到非常广泛应用。

（2）超快激光在多种材料的微细加工方面的应用：

超快激光凭借其独特的“冷”加工优势，在多种材料的微细加工，包括、钻孔、切割、表面处理和3D结构制作方面表现出色。例如对于一般金属如钢、铜、铝等来说，由于具有很高的热导性和较低的熔点温度，在其表面实现高精度和高质量的钻空有很大的困难。而对于超快激光，由于脉冲持续时间只有飞秒量级，远小于材料中受激电子通过转移"转化等形式的能量释放时间，从根本上避免了热扩散的存在和影响。

（3）超快激光在消费电子领域的应用：全球消费电子产业发展迅速，消费电子产品朝着高集成化、高精密化方向升级，其产品内构件越来越小巧，精密度、电子集成度越来越高。在产品研发中，更轻、更薄、更便携是设计师的追求目标，由此带来了新材料、新工艺的不断进步。消费电子行业中广泛应用的柔性材料、硬脆透明材料等，使加工变得日益高、精、尖、难。而超快激光技术的发展为消费电子行业的精密加工带来了更好的解决方案。

（4）超快激光在医疗美容领域的应用：超快激光在医疗领域的应用也日益广泛，包括我们熟知的飞秒激光近视治疗，也包括高精尖的心脏支架加工。心脏支架的制造方式包含“由大做小”的激光切割、等离子切割、电火花加工、光蚀刻，或是“由小做大”的编织、铸造、电铸、3D打印等。其中，由于激光切割的支架质量好，自动化程度高，且成本较低，激光切割已成为支架制作的主流方式。在医疗美容方面，超快激光主要是应用于祛痣祛斑祛黑色素、祛纹身、嫩肤等领域。

（5）超快激光在航空航天领域的应用：航空领域，西安光学精密机械研究所率先利用超快激光极端制造技术攻克了新型超高温单晶材料和高精度复杂微结构制造难题，实现了对高压涡轮叶片气膜孔的“超精细冷加工”，解决了现有电火花、长脉冲激光加工工艺存在重铸层、微裂纹、再结晶等缺陷的问题，完成了国产发动机多型号、多批次高压涡轮单晶叶片的气膜孔加工及验证，为国产大飞机发动机换上“中国心”打下坚实基础。除此以外，超快激光还应用于航空滤网清洗，引擎喷油嘴打孔等方向。

（6）超快激光在光伏能源领域的应用：超快激光凭借其独特优势，在光伏能源领域应用也取得了一定的成果。钙钛矿薄膜太阳能电池制造是光伏产业新的发展方向，具有取代现有晶硅太阳能电池产业的潜力。在钙钛矿薄膜太阳能电池的精密加工过程中，超快激光加工起着至关重要的作用。

（7）超快激光在精密检测领域的应用：太赫兹（Terahertz，THz）辐射是对位于某一个特定频段电磁辐射的统称，对应的频率在0.1~10THz（1THz=1012Hz）。基于太赫兹波自身特点，其对目前应用较多的复合材料有着良好的透过性及成像效果，所以太赫兹波可以在无损检测领域发挥独特优势。目前最常用的太赫兹产生及检测手段是太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统，其由飞秒激光器、太赫兹源、太赫兹探测器及延迟线组成。

系统利用飞秒激光脉冲产生太赫兹脉冲，并探测被测样品的透射波或反射波，然后通过傅里叶变换获取探测信号的频谱，进而对测量样品进行鉴定。

 总之，我国民用超快激光器在全世界范围内发展较快，己渡过萌芽期、成长期，进入技术成熟期。北京、湖北和上海是目前中国超快激光器研制和发展的先进地区，湖北工业大学、中科院半导体研究所和温州大学技术暂时领先，但中国超快激光器的发展也存在过分集中在光学谐振器、部件的结构和形状研究，以及在利用激光束加工方面创新不足等问题。