IDTechEx Research在《激光二極管和直接二極管激光器2019-2029:技術、市場和預測》的報告中預測，到2029年，全球激光二極管和直接二極管激光器市場將達到140億美元，其中直接二極管激光器將貢獻20億美元。

下面就簡單了解一下激光二極管和二極管棒的發展

技術進步使激光從專門的技術儀器發展到各種各樣的市場。具體來說，在成為最廣泛使用的激光技術的同時，激光二極管的平均功率在過去三十年中顯著增加，每瓦的平均價格呈指數級下降。因此，激光二極管正在取代一些已建立的激光和非激光技術，同時使全新的光學技術成為可能。激光二極管的成熟應用包括數據存儲、數據通信和固態激光器的光泵浦[1]。相比之下，材料加工和光學傳感領域是快速發展的細分市場，這里誕生了許多新興應用。

二極管棒功率的增加促進了直接二極管激光器的發展，并使其在材料加工中的新應用成為可能。包括用于精密工程的紅外光束質量的提高和用于金屬加工的新型可見光激光器的發展。

單個激光二極管的輸出功率從毫瓦到多瓦不等，通過將單個發射器組合成激光二極管棒和一堆棒來擴大功率，標準棒的寬度為1cm。幾十年來，各大企業在提高二極管棒的輸出功率方面存在著激烈的競爭。如今，商業半導體激光器產品通常提供功率小于1μm波長的200w/bar,而激光制造商的研發部門已經證明了連續波(CW)平均功率已經超過1kw/bar。

根據IDTechEx分析的數據，研究了1微米紅外波長高功率半導體激光器(HPDDLs)輸出功率和光束質量的變化。HPDDL是一種快速發展的材料加工和工業制造工具。

二極管棒功率的增加為材料加工提供了新的應用，但一些新興應用對波長穩定性和器件壽命等激光參數有著更高的要求。因此，功率方面的競爭不再是企業的首要任務。二極管激光技術的不斷發展包括用于精密工程的紅外光束質量的提高和用于金屬加工的新型可見光激光器領域。

功率和精度:新興的直接二極管激光技術

半導體激光器技術的進步使得直接二極管激光器(DDLs)的發展成為可能，包括產生多千瓦輸出功率的大功率直接二極管激光器(HPDDLs)。DDL結合了許多二極管棒與波束形成光學，控制電子和一個冷卻單元。技術的進步使DDL能夠在多模式系統中產生超過20kW的輸出功率，并在比以前更高的波束質量下產生多千瓦功率。除了DDL，像德國Laserline還提供與有源光纖轉換器耦合的二極管激光器，這種激光器的輸出功率為4-6kW，光束質量為4-6mm.mrad。

光束質量的自動化改進使用戶能夠將激光聚焦到一個小的點上，這顯示了DDLs作為處理金屬、塑料和復合材料的快速發展的工具。在激光焊接等需要高精度和深穿透的應用中，DDLs現在可以與光纖激光器一較高低。DDLs直接將電能轉化為激光，而光纖激光器是基于稀土金屬摻雜光纖，必須用激光二極管或二極管棒的能量輸入進行光泵浦。

對于連續波輸出功率高達1kW的激光器，DDL的單價明顯低于光纖激光器。根據IDTechEx探訪的主要廠商報價，2018年，1千瓦HPDDL和1千瓦光纖激光器的典型單價分別為2萬美元和2.5萬美元。在輸出功率低于千瓦的情況下，DDLs和光纖激光器的價格差距更大。此外，DDLs提供的波長與光纖激光器不同，這意味著DDLs可以更有效地處理吸收光譜匹配的材料。

因此，DDL和HPDDL正在成為全球工業制造業的主要趨勢。為了提高在高增長的DDL/HPDDL市場的地位，企業間的并購和產能擴張在所難免。日本松下(Panasonic)看準了美國激光公司TeraDiode在HPDDLs領域的專業知識，他們可通過專利光學工藝產生高質量光束，并將其收入帳下。

總的來說，上述技術進步提供了良好的業務增長機會。

藍色二極管激光器的銅金屬3D打印和焊接技術

用于焊接和3D打印銅等應用的藍色直接二極管激光器是當今最重要的一項技術，Laserline將于2019年推出1kW的產品。藍色激光可以更快、更有效地處理金屬吸收差的1μm紅外輻射產生的大多數工業激光系統。

2018年，日本島津公司將藍色沖擊二極管激光器已經商業化，該激光器可以在高亮度下產生100瓦功率，此技術是與大阪大學合作開發的日本國家項目的一部分。藍色沖擊激光器結合了Nichia公司生產的大量氮化鎵(GaN)藍色激光二極管，自2006年以來效率提高了一倍，輸出功率也提高了一個數量級。

島津公司450nm藍色二極管激光器的一個關鍵應用是3D打印銅技術。銅對藍色激光的高吸收率使其具有快速的加工過程和較低的背反射，這對傳統的紅外激光器是一個嚴峻的挑戰。新開發的3D打印機可以有效地使用純銅粉打印物體，而現有的3D打印機技術通常使用銅合金，如CuCr1Zr，而不是純銅。

IDTechEx預計，隨著更多產品走向商業化，從2019年起，藍色DDL將迅速應用于銅加工領域。 

[1] 光泵浦是利用外界光源發出的光來輻照激光工作物質以實現粒子數反轉的，整個激勵裝置，通常是由氣體放電光源(如氙燈、氨燈) 和聚光器組成。