半导体激光器：新需求不断，热点应用推动技术提速

来源：站内新闻    发布时间：2018/4/26 13:30:00

吉林省长光瑞思激光技术有限公司总经理单肖楠受邀光电汇OESHOW针对半导体激光器方面接受了专访。

采访与问答：

半导体激光器作为激光器市场中的重要一支，一直受到行业的多方关注。但是其技术突破和市场增长一直没有达到行业期望值。

2017年，半导体激光器市场发生了哪些变化？我从技术和应用两个方向为大家简单介绍一下。

半导体激光器技术大致是指封装技术、耦合技术和芯片技术。

封装技术

高功率的单管激光器主要应用于作为光纤激光器的抽运源。2017年上半年，基本还是以传统的10 W、12 W的9XX系列单管封装为主。但从下半年开始，随着光纤激光器客户对成本、效率要求的提升，对封装厂家也提出了更高的要求。客户希望封装厂家在不改变现有封装尺寸的前提下，提高单元器件的功率。由于客户需求的变化，下半年许多国内的封装厂家已经开始了12 W以上单管器件的封装。甚至有些厂家已经进行了18 W以上单管器件的封装。

而传统的列阵激光器，业内称之为巴条，从封装技术上来说，列阵激光器也会朝更高功率的方向发展。

列阵激光器分为两种封装：针对于连续输出的列阵封装，在2017年客户产品升级需求和国外厂家的带动下，200 W以上的列阵封装成为主流产品，主要用于材料加工领域；脉冲式器件属于巴条封装的第二种，主要应用于国内外的医疗美容市场如光子嫩肤、激光脱毛等。市场要求在不改变脱毛仪、美容仪设备尺寸的前提下提高激光器的输出功率。

耦合技术进展不大

国内耦合技术2017年进展不大，其发展主要是针对半导体激光芯片的腔长、发散角等指标，现阶段芯片还是以传统芯片为主。耦合技术依旧为空间合束、光谱合束等传统物理学方法。

芯片可靠性仍待提高

2017年芯片技术方面仍未突破。虽然单管、巴条功率越来越高，但材料的体系结构没有变化，只是不断增加传统的谐振腔长度。但谐振腔增长、材料生长及封装带来的可靠性风险也随之增多。

在最核心的芯片技术上，中国与国外存在比较大的差距。这个差距不在于器件技术指标，而在于可靠性。可靠性经不起市场的考量，导致国内厂家大批量采购国外的芯片进行封装、耦合。国内企业以产量和微利维持运转，而这条产业链中利润最高的一块“蛋糕”，却一直掌握在欧美国家手中。2-3年国内企业只要潜心研发，在芯片方面一定会有突破，但从短期来看仍是以国外进口芯片为主。

多个热点应用成助力点

半导体激光器企业长期在市场中扮演的是零部件供应商的角色，半导体激光器本身也常作为其它激光器的抽运源出现。而在激光显示、智能手机、无人驾驶这些热点领域中，它得到了大量应用。因此，国内半导体激光器市场目前正处于一个快速上升期。

智能感知

智能感知中的应用，尤其是智能手机中对垂直腔面发射半导体激光器（VCSELs）的应用，使得它的需求剧增。据报道，2019年应用于智能手机的VCSEL芯片出货量预计将增长至2.4亿颗。随着全球范围内相关VCSEL供应商的产能不断增长，全球VCSEL市场的复合年增长率可达17.3%，市场规模到2022年或将增长至31.2亿美元。

激光显示

直接输出红绿蓝三基色的半导体激光器在激光显示领域得到了应用。目前青岛海信、四川长虹都在研发自主知识产权的半导体直接输出的红绿蓝三基色激光电视，这个领域在未来一定会有一个巨大的市场空间。

激光雷达

在无人驾驶汽车中的激光雷达里，半导体激光器扮演着重要的角色。据预测，全球汽车LiDAR 市场规模到2024年将增长至13.4亿美元。国外厂家已经把将世界上最大的激光雷达生产工厂落户在中国，国内某些省份的政府部门也给予了极大的资金支持，鼓励企业发展智能网联汽车。

总的来说，从技术上来看，传统封装结构没有巨大改变的情况下，单管器件和列阵器件将会朝着更高功率发展。从应用上来看，未来5年内，半导体激光器在上述新兴领域的直接应用将保持高速增长。

作者简介：

单肖楠，博士，吉林省长光瑞思激光技术有限公司总经理。主要从事大功率半导体激光器、激光列阵及光纤耦合模块研究，负责光纤耦合、光束整形等技术研究。