co2激光技術(shù)是光子學(xué)工業(yè)中一項(xiàng)比較古老的科技了，co2激光器首次亮相是在1964年，雖然此項(xiàng)技術(shù)以及歷史悠久了，但是co2激光器依舊有它的特殊之處。co2激光器擁有獨(dú)特波長(zhǎng)、功率和光譜純度，經(jīng)歷了繁榮發(fā)展期依然在市場(chǎng)上生存并繼續(xù)繁榮。因?yàn)楹芏嗵烊徊牧虾秃铣刹牧显?~12μm具有很強(qiáng)的吸收峰，而這恰好是co2激光器的輸出波長(zhǎng)所處的波段，這為co2激光器在材料加工和光譜分析領(lǐng)域提供了大量機(jī)會(huì)。這個(gè)波段也包含在大氣傳輸窗口內(nèi)，因此也是很多傳感和測(cè)距應(yīng)用的理想選擇。

　　典型的co2激光器內(nèi)含大量co2分子混合氣體從而產(chǎn)生放電所形成的，由于分子振動(dòng)和自轉(zhuǎn)的能量級(jí)非常接近，這些能量級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子與可見光和近紅外（NIR）光相比具有低能量和長(zhǎng)波長(zhǎng)。co2激光器可以提供高達(dá)上萬瓦的功率，所應(yīng)用的范圍非常的廣泛，從小型的儀器到高強(qiáng)度的切割都能得心應(yīng)手。而且co2激光器的光譜純度非常的高，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)百分之十，線寬可達(dá)<1kHz,這些優(yōu)點(diǎn)讓co2激光器能勝任對(duì)于激光測(cè)距、雷達(dá)、熱視覺輔助、醫(yī)學(xué)等新應(yīng)用領(lǐng)域。

　　盡管擁有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但co2激光器依舊面臨各方面的挑戰(zhàn)，光纖激光器和QCL已經(jīng)覆蓋到從前由co2激光器主導(dǎo)的領(lǐng)域，面對(duì)如此嚴(yán)峻的局面，那么面對(duì)諸多方面的挑戰(zhàn)，co2激光器該如何去轉(zhuǎn)型呢？

　　在co2激光器發(fā)明以來的幾十年中，成千上萬的co2激光器被用于醫(yī)藥、制造和科學(xué)研究，從中國高速生產(chǎn)線上為水瓶打印四位代碼，到德國奔馳汽車的零部件焊接。即使在今天，隨著光纖激光器在類似應(yīng)用中的普及以及量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）正在創(chuàng)造的新領(lǐng)域，CO2激光器仍將是市場(chǎng)上較廣泛使用的激光器之一。在工業(yè)應(yīng)用中，高功率光纖激光器能提供更高的效率、其能量能被金屬材料更好地吸收，并且更加具有成本優(yōu)勢(shì)。然而，co2激光器仍然是加工很多非金屬材料的唯一方式，因?yàn)檫@些材料不能吸收光纖激光器的近紅外波長(zhǎng)。

　　眾所周知，近年來光纖激光器的迅猛發(fā)展，正在不斷蠶食著co2激光器的市場(chǎng)份額，特別是在金屬加工領(lǐng)域，幾年之間，co2激光器的主力軍地位已不復(fù)存在。在光纖激光器、半導(dǎo)體激光器等產(chǎn)品開始大行其道的當(dāng)下，co2激光器仿佛正在開始退出歷史舞臺(tái)。

　　“事實(shí)上，co2激光器的應(yīng)用市場(chǎng)并不是越來越小，而是越來越大。”在今年的慕尼黑上海光博會(huì)上，深圳民升激光總經(jīng)理說道，“不可否認(rèn)，光纖激光器的發(fā)展的確對(duì)co2激光器的一些應(yīng)用市場(chǎng)帶來了巨大沖擊，但同樣不可否認(rèn)的是，市場(chǎng)上依然有很多應(yīng)用是其他類型的激光器所不能勝任的，只能使用co2激光器，比如一些非金屬加工應(yīng)用；與此同時(shí)，co2激光器也在不斷開辟出前所未有的新應(yīng)用。”

　　量子級(jí)聯(lián)激光器尺寸小巧并且波長(zhǎng)可以跨越2-12μm，非常適合應(yīng)用于光譜學(xué)。然而，在8-12μm的長(zhǎng)波紅外（LWIR）頻段中，許多傳感和光譜敏感的工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用需要高功率、光譜純度、優(yōu)異相干性和穩(wěn)定的空間模式相結(jié)合，而這種需求惟有CO2激光器可以提供。一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用案例是飲料瓶上生產(chǎn)日期等信息的打碼，過去這些信息通常是用油墨印刷到飲料瓶上，這種方式既不環(huán)保，成本又高，而現(xiàn)在這些信息的打碼則越來越多地使用co2激光器來實(shí)現(xiàn)，清潔環(huán)保，沒有油墨消耗。光纖激光器是無法勝任這項(xiàng)工作的。類似這樣的只能用co2激光器才能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用，還有很多，“目前我們主要側(cè)重的市場(chǎng)就是其他激光器做不了、只能用co2激光器才能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。除了市場(chǎng)上已有的一些傳統(tǒng)應(yīng)用外，我們也在不斷開發(fā)一些前所未有的新應(yīng)用。”

　　除了技術(shù)挑戰(zhàn)，主要來自中國不斷擴(kuò)大的激光產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)推動(dòng)價(jià)格走到低谷。標(biāo)準(zhǔn)二氧化碳激光器正在成為一種純粹的商品，進(jìn)入市場(chǎng)和利潤率迅速下降。就在三年前，中國公司以4500美元購買美國制造的30W二氧化碳激光器。而現(xiàn)在，中國激光制造商已經(jīng)帶著自己的2000美元二氧化碳激光器進(jìn)入市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)。這些因素標(biāo)志著公司按指定平均功率生產(chǎn)激光器、價(jià)格與所交付的功率成比例的“每瓦每美元”時(shí)代的結(jié)束。使用這種策略的公司，像新銳、相干和羅芬這樣的知名企業(yè)建立了從幾瓦到幾十千瓦的激光器家族系列，衍生出了二氧化碳激光器應(yīng)用于塑料制造工廠、牙醫(yī)辦公室和手機(jī)組裝線的行業(yè)。雖然CO2激光器可以解決所有工業(yè)需求的時(shí)代即將結(jié)束，我們正面臨新材料和日益苛刻的工業(yè)科學(xué)過程所帶來的挑戰(zhàn)，需要對(duì)激光器真正價(jià)值主張有更深入的技術(shù)理解，以及制造和銷售二氧化碳激光器的不同方法。

　　雖然光纖激光器從co2激光器手中搶走了大量市場(chǎng)，但是現(xiàn)在co2激光器能夠參與到光纖激光器的制造過程中，那么它同樣也能從光纖激光器市場(chǎng)的增長(zhǎng)中受益。大功率的光纖激光器，對(duì)光纖純度要求極其苛刻，用傳統(tǒng)的火焰方法加工光纖，可能會(huì)帶入一些雜質(zhì)到光纖中，因此現(xiàn)在很多客戶用co2激光器來加工光纖激光器中的零件，如拉光纖、光纖連接器等。這對(duì)co2激光器的波長(zhǎng)和功率等參數(shù)的穩(wěn)定性要求都是極高的。

　　在半導(dǎo)體制造工藝中的光刻環(huán)節(jié)，過去幾十年大多數(shù)是通過波長(zhǎng)100多納米的深紫外激光實(shí)現(xiàn)的，但是隨著摩爾定律的發(fā)展，芯片上需要刻劃的電路越來越多，要求的精細(xì)度越來越高，這需要波長(zhǎng)10納米左右的激光來完成這項(xiàng)任務(wù)。“所以客戶就用我們的co2激光器生成等離子體來產(chǎn)生13.5nm的極紫外光。”

　　民升激光專注于co2激光器已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，“我們擁有若干不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)、功率、頻率等參數(shù)的穩(wěn)定性，同時(shí)我們還能實(shí)現(xiàn)除了10.6μm之外的一些特殊波長(zhǎng)，這些是我們的核心優(yōu)勢(shì)。”激烈甚至殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，讓co2激光器重新在市場(chǎng)上看到了新的曙光。