自光纖激光器進入應用市場以來，憑借光束質量好、加工效率高、運行／維護成本低等諸多優勢，迅速占領了大量市場份額。經過多年的發展，光纖激光切割市場也愈發成熟，并不斷衍生新工藝和新技術，尤為明顯的是應用功率越來越高。目前，萬瓦以上的功率段已成為光纖激光廠家的主戰場，不論是設備商還是激光器廠家都在此展開激烈競爭。

萬瓦市場發源——行業發展的必然

談到萬瓦的激光應用，有人認為這是國內廠家搞的“花架子”，是不實用的宣傳噱頭。但OFweek激光網認為，萬瓦激光得以應用并逐漸被市場認可，是行業發展的必然走向。一方面是因為市場競爭壓力加大，千瓦市場早已紅海化，設備廠商不得不在更高功率的應用上尋求出路，打破市場僵局；另一方面在于，更高功率意味著更高加工效率、更強加工能力、更低加工成本，符合國內市場快速變化的節奏和大量增加的需求。

圖片來源：創鑫激光

熟悉光纖激光切割發展歷程的朋友們都知道，2011年光纖激光器開始用于金屬切割應用，當時市場競爭的焦點在于光纖好還是CO₂好。而隨著光纖激光器優勢逐步凸顯，2014年開始成為切割應用的主流（當時主要是500W）。由于光纖激光器模塊化的結構大大簡化了功率提升的難度，因此當應用市場打開后光纖激光器也迎來了自身的大發展，功率從500W到1000W，然后是2000W、3000W、6000W，一路走高。

2014年后，伴隨著光纖激光器技術革新，我國激光切割市場也迎來快速發展。據OFweek產業研究院數據顯示，我國激光切割設備市場規模從2014年的86億元增長至2019年的266億元，短短幾年內市場規模增長309％。與此同時，市場上從事激光切割設備生產的廠家也呈爆發式增長，從大族激光一枝獨秀進入到百花齊放的競爭局面。截至2019年末，已有超過1000家企業從事激光切割設備的研發、生產、銷售。大量競爭者的涌入給整個行業帶來新的動力，也不可避免出現同質化競爭的現象，市場隨之紅海化。這給業內企業帶來了更多壓力，也促使企業不斷進行技術變革。2017年，奔騰激光、大族激光先后完成12kW激光切割機的裝機投產，推動激光切割應用走向萬瓦時代。

數據來源：OFweek產業研究院

OFweek激光網 制圖

激光切割市場走向萬瓦的發展路徑，與設備廠因競爭壓力大做出技術改變有關，但更重要的是高功率帶來了非常明顯的效率提升，大大滿足了終端市場的發展需要。早期推出12kW激光切割機時，部分廠家公開的數據顯示12kW加工效率較6kW提升155－300％。而目前實用的最高功率為20kW，較12kW再度提升了55－450％。對終端用戶而言，效率提升帶來的最直觀的改善，就是大幅降低了材料每米的加工成本，換言之，即大幅提升了每米的加工收益。而加工戶效益的提升，也連帶帶動了下游產業的成本降低，提升資金運轉效率，加速產業升級進程。

因此，不論是從設備廠的角度，還是從市場需求的角度來看，萬瓦激光的應用都是行業發展的必然走向。

萬瓦市場現狀——產業百花齊放 核心器件承壓

如前文所說，目前激光切割市場呈現百花齊放的局面，萬瓦市場也不例外。在大族激光、奔騰激光、華工激光、迅鐳激光、領創激光、宏山激光、邦德激光等設備廠商的共同努力下，萬瓦的應用難題被逐個解決，但有些難題依然存在。

功能部件是功率進一步提高的最大制約。盡管2019年工博會上不少企業推出了號稱30kW的激光切割頭，但真正得到市場驗證的還停留在20kW，并且從多家終端用戶的反饋來看，目前20kW切割頭內聚焦鏡的壽命偏短，半年內需更換多次。這體現了目前高功率切割頭遇到的瓶頸。

除功能部件外，激光器本身存在的問題也值得關注。據OFweek激光網了解，在萬瓦激光器國產化進程中，出現了較多功率衰減、模塊損壞、合束器報廢等事件，返修率居高不下。這反映出高功率激光器的器件水平也會成為萬瓦應用發展的制約。

萬瓦技術破局——如何保證萬瓦激光器穩定？

眼下，確保高功率功能部件穩定的解決方案還在不斷探索，但萬瓦光纖激光器的穩定已找到出路。實際上保證萬瓦激光器的穩定，關鍵在于保證激光器核心器件的品質與壽命。換言之，提升關鍵器件的壽命和更高功率的耐受度，是保證更高功率光纖激光器穩定的基礎。

目前萬瓦激光器易出故障的器件主要是光纖前端的輸出頭（LOE、QBH）、剝模器、合束器等，同時高反材料也容易造成激光器故障。盡管國內眾多光纖激光器制造商都在致力于解決上述難題，但能實現核心器件自產把控器件品質、解決上述問題的企業寥寥無幾。

激光輸出頭能夠實現將激光在應用場地遠距離柔性輸出，從而將輸出激光傳導至加工材料上，完成激光加工應用。但作為傳能光纖和功能部件的連接點，激光輸出頭承受著巨大的激光能量。當功率逐漸提高至萬瓦甚至2萬瓦時，激光輸出頭的故障率自然升高。

一體化超高功率激光輸出頭

圖片來源：創鑫激光

OFweek激光網了解到，深圳創鑫激光采用獨特的光學材料和特殊的光學冷加工工藝，開發出一體化LOE結構，提高了在超高功率輸出環境下激光輸出頭的可承受范圍，并具有更高的定位精度、更好的剛性強度及更可靠的裝配穩定性。此外，這種結構避免了轉接母頭的轉接，可以運用在更大加速度的場景，同時由于沒有轉接母頭的限制，可以加大一體化LOE的局部功能尺寸，使之具備更低的水流流阻、更大的散熱表面積及更多的抗回光設計空間，從而保證使用過程中的穩定性和可靠性。

剝模器的作用主要是剝除光纖包層中的雜散光，保護相關器件，提高輸出激光光束質量。目前業內的剝模器多采用水冷解決方案，但這種方案存在較高風險，如濕氣較高、容易漏水，使其長期穩定性存在隱患。而創鑫激光采用風冷解決方案，避免了水冷容易出現的問題，提高了剝模器的長期穩定性，也進而保障了激光器整體的穩定性以及輸出更高光束質量的激光。

合束器分為泵浦合束器和能量合束器。泵浦合束器能夠將多個泵源的激光耦合入光纖，實現更高功率的泵浦激光輸出，是實現高功率單模塊光纖激光器輸出的關鍵器件。能量合束器則是將多路高功率單模塊光纖激光器模塊能量疊加，是多模激光合束輸出的基礎。據了解，創鑫激光近年來不斷突破合束器核心技術，在提高合束功率的同時也不斷提升耦合效率。目前創鑫激光已能夠在2萬瓦甚至更高功率的激光器實現100μm芯徑輸出。

為何創鑫激光能夠解決萬瓦激光器的器件難題？在OFweek看來，這與創鑫激光所走的技術路線有關。追溯創鑫激光的發展歷程可見，創鑫激光最開始并不從事光纖激光器的生產與制造。成立之初（2004年），創鑫激光主要為科研院所定制無源光學器件，初創團隊的核心技術人員均擁有十余年光學器件研發經驗，在激光光學器件及器件上游的光學原材料冷加工上有很強的技術沉淀和行業資源。2008年，創鑫激光成功研制出首臺光纖激光器并實現銷售，正式進入光纖激光器市場。

此后，創鑫激光一直堅持“器件先行”的研發策略，使用自行設計、生產的光學器件，提高了產品的一致性和穩定性，縮短了新產品推出時間，具備更大的成本下降空間，有力地提升了產品市場競爭力。憑借器件領域深厚的技術積累，創鑫激光逐步打造萬瓦器件陣容，為萬瓦激光器產品的穩定性提供堅實保障。