20180919-华泰证券-激光设备产业链系列报告之六_激光器分类详解-光纤激光器革故鼎新_18页_2mb

光纤激光器行业研究报告总结

核心内容概述

本报告围绕光纤激光器的分类、性能、应用及替代优势展开，重点分析其相较于二氧化碳激光器、YAG激光器及半导体激光器的技术优势和市场前景。报告指出，光纤激光器凭借高电光转换效率、低使用成本、高功率输出、稳定运行及多样化的波长特性，正在逐步替代传统激光器，并在多个领域展现广泛应用潜力。

主要观点

光纤激光器替代优势显著

• 光纤激光器在技术性能和经济性方面均优于CO₂和YAG激光器。
• 光电转换效率可达30%以上，使用成本仅为CO₂激光器的60%左右（23.4元/小时 vs 39.1元/小时）。
• 光纤激光器可加工材料范围广，适用于金属、非金属、含水材料等多种材料。
• 准连续光纤激光器在加工速度和效率上优于其他类型，具有双模式运转能力。

光纤激光器分类多样，满足不同应用场景

• 按工作方式可分为锁模、调Q、准连续及连续光纤激光器。
• 按波段范围可分为近红外、绿光、中红外等。
• 按掺杂稀土元素可分为掺铒、掺铥、掺德、掺锰等，不同元素对应不同波长及应用场景。

光纤激光器在多个领域应用广泛

• 工业加工：切割、焊接、熔覆、微加工等。
• 光纤通信：掺铒光纤激光器在1550nm波段具有独特优势。
• 医疗领域：中红外光纤激光器对人眼安全且在水中吸收性强，适用于激光手术、皮肤护理等。
• 军事与国防：用于激光制导、反巡航导弹、无人机空域侦查等。
• 娱乐与投影：绿光光纤激光器因可见性被广泛用于投影和激光显示。

关键信息

光纤激光器性能优势

• 输出光束质量好：相比CO₂激光器，光束质量更优。
• 电光效率高：可达到30%以上，显著优于CO₂（10%）和YAG（4%-5%）。
• 成本低：无消耗品、低维护需求，电力成本仅为CO₂激光器的1/3。
• 高功率输出：IPG已实现单模2万瓦连续输出，锐科激光也具备高功率产品。

二氧化碳激光器劣势

• 光转化效率低：仅10%，使用成本较高（39.1元/小时）。
• 切割速度慢：适用于厚度大于6mm的板材，但对薄板切割效率较低。
• 结构复杂：体积大、维护难度高。

YAG激光器逐步被替代

• 能量转换效率低：仅4%-5%，且切割速度慢。
• 应用场景受限：在切割和焊接领域，被准连续光纤激光器逐步取代。

半导体激光器局限性

• 高功率光束质量差：在高功率应用中表现不佳。
• 现阶段无法全面替代：虽然在切割速度和质量上优于光纤激光器，但其在高功率应用中仍存在技术瓶颈。

行业评级与建议

• 行业评级：增持（维持）
• 推荐关注：国产光纤激光器龙头企业，如锐科激光。
• 发展前景：光纤激光器在多个领域具有广泛渗透空间，替代趋势明显。

风险提示

1. 宏观经济增速不及预期：行业受经济周期影响较大，需求可能受宏观经济影响。
2. 原材料价格上涨：国内厂商依赖外购核心元器件，原材料成本上升可能影响竞争力。
3. 高功率激光器研发不及预期：技术突破和量产能力是实现进口替代的关键，研发滞后可能影响企业增长。

图表目录（摘要）

• 图表1：激光器细分分类对应相关行业应用示意图
• 图表2：光纤激光器工作方式及脉冲宽度情况
• 图表3-4：IPG、锐科激光单模连续光纤激光器产品
• 图表5-6：IPG、锐科激光准连续光纤激光器产品
• 图表7-10：IPG、锐科激光脉冲光纤激光器产品
• 图表11-12：不同光纤波长及激光器分类情况
• 图表13：掺杂不同稀土离子光纤激光器输出功率与波长关系
• 图表14-15：IPG中红外及绿光光纤激光器产品
• 图表16：IPG连续绿光单频光纤激光器
• 图表17：常用掺杂纤芯中稀土离子的工作波长
• 图表19-22：IPG不同掺杂光纤激光器产品
• 图表23-24：IPG掺铥、掺锰光纤激光器
• 图表25：液态水在不同波长的吸收特性
• 图表26-27：CO₂激光器结构与发光过程
• 图表28-29：光纤激光器与CO₂激光器对比
• 图表30-31：YAG激光器结构与对比
• 图表32-33：半导体激光器结构及应用
• 图表34-35：直接半导体激光器、光纤激光器与CO₂激光器切割工艺对比

结论

光纤激光器凭借其高效、低成本、高功率、易维护等优势，正在逐步替代传统激光器。其分类多样、应用广泛，是未来激光设备行业的核心发展方向。建议关注国内光纤激光器龙头企业，如锐科激光，以把握行业增长机遇。同时，需警惕宏观经济波动、原材料成本上涨及高功率技术突破不及预期等风险。