諧振原理產生高能量激光。激光器中激光的產生主要由增益介質、泵浦源、光學諧振腔三個部分協同產生。增益介質是激光光子產生的源頭,增益介質可以是固體(如YAG、半導體、光纖)、氣體(如CO2)或液體(化學溶液) 。根據增益介質的不同,可以區分為固體激光器、液體激光器、氣體激光器。泵浦源是激光能量的源頭,根據能量守恒定律,激光器輸出激光能量束,需要在產生激光時輸入能量,泵浦源即是起到對增益介質進行能量激勵的作用。激光器工作時,由泵浦源向增益介質注入能量進行激勵,增益介質的原子受到能量激勵后發生能級躍遷,由基態(能級 1)躍遷至激發態(能級2),由于激發態相較于基態是非穩定狀態,原子會自發地回歸到基態,并放出(能級 2與能級1能量差額的)光子。無數光子在諧振腔中統一運動方向,往復運動,不斷疊加,最終輸出性質一致、高能量的激光束。
全球激光器增速向上,材料加工、通信、軍用占據市場主體。根據中國科學院武漢文獻情報中心《2020年中國激光產業發展報告》,經歷2017 年的爆發式增長后, 2018年全球激光器規模增速大幅放緩,但近兩年呈現出逐步向上趨勢。根據中國科學院武漢文獻情報中心《2020年中國激光產業發展報告》 援引Laser focus world預測,排除經濟衰退并假設全球主要貿易沖突獲得解決,或至少沒有進一步惡化,2020 年全球激光器有望繼續取得10%左右的增長,達到162 億美元。
激光應用:材料加工+科研/軍事等需求占比不斷提升。根據聯贏激光招股說明書:激光器市場良好的需求增量側面印證了后端激光設備的需求增長,在激光器六大類下游行業應用中,“材料加工與光刻類”以及“通信和光儲存類”的激光加工設備尤為明顯。其中,材料加工與光刻類的激光加工設備,因其相較于傳統材料加工與材料刻蝕具有更高效、環保,且具有低能量耗用以及無噪聲污染的優勢,替代效應明顯。根據聯贏激光招股說明書援引 Laser Focus World 數據,在全球激光器銷售總額持續增長的大環境下,激光設備用于材料加工與光刻的總額占全球激光器下游應用的占比最高且逐年提升,從 2014年的37.9%,提升到 2018年的45%。