圖源：攝圖網(wǎng)

瞻觀前沿

世界上最強(qiáng)大的激光器于近日被激活。

物理學(xué)家組織網(wǎng)3月31日?qǐng)?bào)道，該系統(tǒng)能使激光脈沖在1飛秒（1000萬億分之一秒）內(nèi)達(dá)到10拍瓦（1拍瓦=1000萬億瓦=1015瓦）的峰值，有望促進(jìn)從醫(yī)學(xué)到基礎(chǔ)物理以及太空等多個(gè)領(lǐng)域取得革命性進(jìn)展。

該激光器所屬高科技中心位于羅馬尼亞，主要由歐盟資助，耗資3.2億歐元，利用了法國科學(xué)家熱拉爾·穆魯?shù)热说陌l(fā)明。

科學(xué)家一直致力于制造更強(qiáng)大的激光器。20世紀(jì)80年代中期，穆魯團(tuán)隊(duì)發(fā)明了啁啾脈沖放大技術(shù)（CPA），能在保證激光強(qiáng)度的同時(shí)提升其功率。其工作原理是在時(shí)間上拉伸超短激光脈沖，將其放大，然后再次將其擠壓在一起，以此創(chuàng)造出迄今最短、最強(qiáng)烈的激光脈沖。

穆魯由于研發(fā)出制造高強(qiáng)度、超短光脈沖的方法而獲得2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。該項(xiàng)技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于核物理與粒子物理學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，該技術(shù)已經(jīng)促進(jìn)了白內(nèi)障和眼屈光手術(shù)的發(fā)展。

穆魯指出，他們會(huì)從一個(gè)能量極小的發(fā)光小種子開始，這顆小種子會(huì)被放大數(shù)百萬倍。他們將利用這些超高壓脈沖產(chǎn)生更緊湊、更便宜的粒子加速器，以摧毀癌癥細(xì)胞。其他可能的應(yīng)用還包括通過減少核廢料的放射性持續(xù)時(shí)間來處理核廢料，清理積聚在太空中的碎片等。

技術(shù)價(jià)值觀察

該技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上促進(jìn)了白內(nèi)障和眼屈光手術(shù)的發(fā)展，有接下來望促進(jìn)從醫(yī)學(xué)到基礎(chǔ)物理以及太空等多個(gè)領(lǐng)域取得革命性進(jìn)展。

該技術(shù)位于產(chǎn)業(yè)鏈終端應(yīng)用環(huán)節(jié)。當(dāng)前，中國激光技術(shù)歷經(jīng)多年的發(fā)展后已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。激光產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括光源材料、光學(xué)元器件及其他組成激光器的材料;中游主要為各種激光器、機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)，其他例如電源、散熱器、傳感器、分析儀、防護(hù)鏡等;下游則是成套的激光設(shè)備，如激光切割機(jī)、激光焊接設(shè)備、激光打標(biāo)機(jī)等。激光產(chǎn)業(yè)鏈的終端應(yīng)用領(lǐng)域涉及交通、醫(yī)療、電池、家電、商業(yè)用途等。

宏觀市場觀察

全球激光產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模持續(xù)上漲

激光是20世紀(jì)60年代的新光源，具有方向性好、亮度高、單色性好和高能量密度等特點(diǎn)。以激光器為基礎(chǔ)的激光工業(yè)在全球發(fā)展勢頭迅猛，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等方面，形成了光纖通信，激光光譜、激光測距、激光雷達(dá)、激光切割、激光武器、激光美容和激光掃描等行業(yè)。

從激光器市場來看，2014-2022年，全球激光器市場規(guī)模持續(xù)上漲，2022年，全球激光器市場規(guī)模達(dá)201億美元，同比上漲8.8%。

美日德激光技術(shù)領(lǐng)先

從激光技術(shù)水平來看，美國、日本、德國等國家激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展代表了世界激光產(chǎn)業(yè)最高發(fā)展水平，它們?cè)谥圃鞓I(yè)，如汽車、電子、航空、航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域已基本完成了傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，步入光加工時(shí)代。

美國是最早將高功率激光器引入汽車工業(yè)的國家，在激光醫(yī)療及激光檢測方面也居世界首位。德國在激光材料加工設(shè)備方面走在世界前列，通用、福特、奔馳、大眾、豐田等汽車制造商均在汽車的車身裝配中大量使用焊接工藝，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。日本則在光電子技術(shù)和半導(dǎo)體工業(yè)上領(lǐng)先于全球。

中國激光技術(shù)發(fā)展速度快

中國激光技術(shù)起步較早，1960年世界上第一臺(tái)激光器在美國誕生以后，我國也于1961年研制出第一臺(tái)紅寶石激光器，此后我國激光產(chǎn)業(yè)進(jìn)入技術(shù)快速研發(fā)階段，在此階段我國激光產(chǎn)業(yè)主要依靠科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)自主創(chuàng)新，通過引進(jìn)和消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)，逐步提高技術(shù)水平和產(chǎn)能。

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，我國激光產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了停滯期，技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能提升均停滯不前，與此同時(shí)國際激光產(chǎn)業(yè)保持快速發(fā)展，美日德等國家激光技術(shù)水平與中國逐漸拉開差距。

20世紀(jì)80年代以來，我國激光產(chǎn)業(yè)恢復(fù)發(fā)展并進(jìn)入快速發(fā)展階段，激光產(chǎn)業(yè)恢復(fù)工業(yè)生產(chǎn)，激光技術(shù)水平持續(xù)提升，激光器國產(chǎn)替代持續(xù)推進(jìn)，激光應(yīng)用領(lǐng)域也持續(xù)拓展。

激光產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模超2100億

中國激光市場結(jié)構(gòu)主要分為激光加工設(shè)備、光通信器件與設(shè)備、激光測量設(shè)備、激光器、激光醫(yī)療設(shè)備、激光元器件等。中國激光加工設(shè)備市場占據(jù)激光產(chǎn)業(yè)最大市場份額，發(fā)展速度最快，未來市場發(fā)展空間也最大。根據(jù)2022年中國激光元器件、激光器、激光加工設(shè)備市場規(guī)模，2022年中國激光產(chǎn)業(yè)整體市場規(guī)模已達(dá)2186億元，同比增加6.4%。

我國是制造業(yè)大國，然而與世界制造業(yè)大國相比，我國激光在對(duì)制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)中的應(yīng)用比例偏低，僅為30%。而美、日、德激光在裝備制造業(yè)中的應(yīng)用比重均超過了40%，其中德國高達(dá)46.4%，高出我國16.4個(gè)百分點(diǎn)。這也是造成我國工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)緩慢的一個(gè)原因。與此同時(shí)，激光在制造業(yè)的應(yīng)用比例差距也可以看到我國激光產(chǎn)業(yè)的巨大市場潛力。在未來國家一系列產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及工業(yè)結(jié)構(gòu)改造過程當(dāng)中，激光產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的市場前景。

中國激光產(chǎn)業(yè)正處于成長期，產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)2024-2029年，我國激光產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將以20%左右的增速增長，到2029年產(chǎn)業(yè)規(guī)?；虺?500億元。

中國激光技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前激光關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在長三角地區(qū)，北京地區(qū)以及廣東地區(qū)，尤其是深圳市成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于激光技術(shù)研發(fā)，成為潛在的激光技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，深圳市有極大的可能性成為激光技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市、廣州市天河區(qū)以及武漢市洪山區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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