摘要:2000年過度投資和炒作的信息市場泡沫漲到極大前后，激光光電子市場的狀況表明，大起大落的項目主要與信息產品有關，其他方面的市場在穩步中發展，而且，預計2004年將有更好的復蘇，文章指出激光、光電子產品的亮點之所在。國際同行已注意到中國的激光光電子市場很有潛力，國內同行們能否把握良機發展起來呢?作者對一些市場現象做了簡單的評釋。作者期望同仁們能克服浮躁思想，集中精英懷著艱苦踏實開發高端產品的精神去實現國內有關產品配套，并逐步去獲得自主的技術專利。關鍵詞：激光、光電子Ⅰ、歷史背景

　　作為20世紀60年代初有幸加入激光光電子學科研隊伍的成員，我們經歷了一場由微波受激發射介質從低壓氣體-晶體-非晶體-液體-高壓氣體、準分子-半導體-等離子體和磁性介質等；受激光振蕩波長逐日地填補著電磁波頻譜的每一個空隙(參見圖1)；激光功率從nw(10-9瓦)-1015w以上，其瞬間功率超過全人類發電功率的總和；激光脈沖能量從nJ(10-19焦耳)-MJ(106焦耳)；激光脈沖寬度自連續波被壓縮到ns(10-9秒)--ps(10-12)-近fs(10-15秒)，前所未有的接近于光子的波動周期，達到任何自然現象所不能提供的時間分辨尺度。光學領域如此之大的革命直接帶給人類能力的擴展可想而知。它導致人類能夠使用光通信，光通信使信息的傳輸速率從普通電線的64kb/s(千比特/秒)飛躍至1.0Gb/s(千兆比特/秒)-40Gb/s以上。這一飛躍，跳升了近百萬倍，但還不是最后的記錄，理論上，還會有幾個數量級的躍升空間。這一飛躍使人類一下子跨進了信息時代。當然，由于經濟規律與人類特性等諸因素密切相關，迄今人類還不能實現只升不降的“新經濟”曲線。盡管如此，信息時代帶給人類的好處卻是實實在在的。信息時代可把在不同角落活動的人類更緊密的聯系在一起，讓人類真正共享公有的信息資源，它推動了許多行業的發展。激光的誕生和發展不僅使人類跨入通信時代，而且溶進了許多產業，例如計算機(主要是數據存儲器與輸入/輸出設備)、影視、制造業、航天/航空、材料處理、醫療、娛樂、科研、安全防護、軍事/反恐、工藝品、顯示和印刷等等。激光器作為上述應用領域相關產品中的革新性核心部件促使上述產業得以新的面目發展。激光產品所涉及的領域很廣，據不完全統計，其年交易額已達到近百億美元。據該雜志2003年初報道，國內2002年的激光產品銷售額為28億人民幣。顯然，許多專用產品零部件和中間試制品未必被列進去，上述數據都是偏低的，因為與激光產品相關的光電子產品和精密技術產品等非常分散和豐富，做比較完整的統計難度較大?？傊す夤怆娮赢a品無論在研制和產品方面都仍處在發展過程中。機會已經和正在等待著同仁們去把握。Ⅱ.激光光電子市場狀況1.激光產品分類

　　依不同分類方法，激光器可分為多種類型：如電(縱向與橫向)激勵、化學微波、光、激光、放射性和射頻等激勵激光器；氣體、固體、液體、半導體(LD)和等離子體激光器；x射線、紫外、可見、紅外激光器；高、中、低功率激光器(脈沖和連續)；高、中、低能量激光器(脈沖)等等。近年來由于LD的發展迅速，而且與光信息產業聯系密切,故常用LD和非LD二類激光產品為市場代表。顯然，2000年激光產品銷售額達到高峰的88億美元之后，便明顯的收縮，二年后已降剩一半左右，隨后的二年又出現復蘇的勢頭。然而，從表1中不難看出，泡沫的吹漲和破滅僅僅集中在LD之中與信息產業相關的產品。其中，非LD部分銷售額是比較穩定的，相反，在信息市場氣泡漲到最大的2000年，非LD銷售額較低，那很可能是許多激光產品供應商都爭著去切通信產業的大蛋糕了。

　　據Laser Focus World雜志的分析，美國仍然是當今全球最主要的激光和光電子生產和消費大國，所以，本文所引用數據主要來源于美國。顯然，對該市場在2004年的樂觀估計得到復蘇中的美國經濟所支持。剛剛過去的2-3年中，對于歐洲而言，仍然處于黑暗之中，這不僅僅表現在通信方面，非通信方面的激光市場也同樣受較大的打擊。2003年歐洲三大通信公司：British Telecom, Deutsche Telekom和Telefoma都報道了預期財務狀況會有所改善，這表明歐洲通信業正在度過低谷。最近來自世界各主要激光市場的信息均表明激光市場正在復蘇，更重要的還在于激光產品的開發商們已經和正在進行調整和布置新的投資，他們把注意力移向更多的應用新領域。這一點已得到Coherent公司執行總裁John Ambroseo的證實，他們在開發新項目、新市場。舉例說，用紅外激光照明目標，并用光子元件對信號進行捕捉等系列設備。又如，紫外LED和LD項目，與細胞學、癌診斷學、生物學、基因學和藥物相關的激光測試儀器、室外熒屏、高速公路信號顯示等諸多方面的市場正在發展壯大之中。美歐等國在反恐戰爭活動的激光設備也還在升溫之中。正如同行者的預言一樣，激光市場正在擴展，經過數年整頓之后的激光通信市場也會有新的亮點出現，例如在快速通信方面有明顯的發展。在日本，經濟已顯示復蘇。東京股指在上升，2003年7月在東京舉行的Interphoto透露了在日本，光纖到戶的預訂戶已有30-40萬戶，這方面的市場潛力將有助于日本在光通信市場的復蘇。2. LD#p#分頁標題#e#

　　LD的市場以較大的比例集中于與光纖通信有關的信息傳輸單元，含發射、接收光電單元，波長有850nm的垂直面發射器件(VCSELS)和1300nm Fabry-Perot(法一泊)激光器，采用何種波長與光傳輸距離有關。這方面的市場已由于2000年通信市場(傳輸信息速度在1Gb/s附近)的泡沫破滅而在近幾年連續大幅跳水，其中，一方面需求大減，另一方面存貨太多。有關產品銷售額在2002年降到底谷。作為一個典型例子，表2列出了該年世界五家主要光通信元件供應商的2002年銷售額與2001年相比較的下降比例。光通信元件供應商年銷售額下降比例(%)Alcated Optronics -84；Corning Photomics -83；JDS Uniphase -73 Agere opticalComponents -83；Nortel Optical Components -85

　　又如，美國Coherent公司報導03年總銷售額4.062億美元，虧損4千6百50萬美元，02年售3.973億美元7千零80萬美元。該公司指出，其主要虧損源于Coherent附屬的Lambda Physik (Go〃ttingeen,Germany)分公司，該部主要銷售與LD有關的產品，但LD的銷售額已下降了29%，年虧1千8百40萬美元。其中也表明主要虧損源于LD市場。當然，上述例子也表明03年的市況已比02年有所改善。據預期，今年LD市場銷售額可回到34億美元，占整個激光市場的63%，顯然這一比例與4年前的75%只下降了12%，但其年銷售額下降了近半。進一步的調查不難看出，LD市場的下降主要是與光通信相關的產品。從表3中可以看到，與通信直接相關的LD產品銷售額在2000年突破到50.5億美元之后，到2002年下降到6.65億美元，幾乎下降了8倍。盡管如此，用于光通信的LD市場并不是一片漆黑，目前在快速通信方面傳輸速度已達到40Gbit/s以上，與此相關的產品是通信市場的亮點。用于光通信的LD功率通常在100mW以下，發射波長主要著重于1330-1550nm。表3列出與通信有關的LD產品銷售額作為其他應用的LD受信息市場泡沫效應年份1999 2000 2001 2002 2003銷量(百萬單元)2.1 5.4 5.5 1.8 2.5銷售額(億美元)21.8 50.5 25.2 6.7 8.8的影響并不太大，這方面的市場相對較為穩定，而且，隨著科技人員和產業界的多方努力，非通信應用方面的LD市場逐步得到擴展，其主要應用領域依銷售額大小依次為：光存儲、泵浦源(主要作為高電能轉換效率和小體積的固體激光器中取代燈的光源)、醫療、圖象記錄、娛樂、條碼掃描、檢測與控制、敏感、材料處理、科研和教育等。

　　以LD為關鍵單元的光存儲設備雖然可用于光通信中的數據存取，但它更廣闊的天地在于千家萬戶和公司商家選用的設備：如CD-AUDIO/VIDEO/ROM/RAM/PLAYER，CD-RW和DVD-RW等。該市場既龐大又有相當大的發展勢頭。從表4可見，該類產品年銷售量未受到任何信息泡沫的影響，2003年銷售額達到16億美元已超過2000年11億美元的45%，而且，預計2004年會有更多的躍升。該類LD的發射波長主要集中在750-980nm，發射功率較低，一般在100mW以下。然而，發展短波長LD的光存儲已努力多年，其市場價值將會逐步顯現出來。年份1999 2000 2001 2002 2003銷量(億件) 3.0 3.5 3.6 4.8 4.9銷售額(億美元) 7.0 11.0 7.7 14.0 16.0

　　用作固體激光器的泵浦光源(DPSSLS)的市場列于表5。LD泵浦的固體激光器具有體積小、電能轉換效率高和光束質量高等優點，但是，價格仍然太高，所以它的應用范圍仍受到限制,目前主要用于對體積轉換效率和光束質量要求較高的項目。一旦泵浦用LD價格下跌明顯，這方面的LD市場潛力很大，年份1999 2000 2001 2002 2003銷量(千單元) 51.8 71.4 88.8 122.81 144.1銷售額(百萬美元) 53.6 85.0 100.0 118.6 135.1

　　幾乎絕大多數的固體激光器都可以用LD作泵浦源。該方面的LD參數要求每單元光功率5-20W或更高，運轉波長在750-980nm范圍，.該類LD常與光纖一起使用，通過光纖進行耦合。目前，在軍用，尤其是在美國反恐戰爭中裝備武器的激光設備要求可在55-70°C的環境中使用，并且，選用高高功率的脈沖LD。#p#分頁標題#e#

　　激光醫療方面的市場包含了所有眼科(含折射外科和光凝結)，普通外科，激光治療，整美容等項目。激光除毛(不歸為美容方面)使用了由50W的LD條塊組成的千瓦激光裝置。由于美國FDA仍未批準該機在國內使用，故該機是銷往美國之外的市場。然而，進一步的實驗表明，該機的LD可能被非激光光源所取代。激光眼科方面的市場相對比較穩定，因為激光眼科醫療效果看來不錯，既快又無明顯副作用。LD在娛樂方面的市場包含了顯示，激光教鞭(Laser Pointer),全息顯示投影,條碼掃描,測量水平儀和瞄準儀等項目。幾乎世界市場上的教鞭均在中國生產,至少在中國封裝。盡管有報道稱這類產品銷售量近年來正在跳水,但實際的年產量均達到4千萬只(單元)。當然,由于單元價格在下降,年銷售額為2千5百萬美元。激光水平儀和瞄準儀方面的年銷售額達8百萬美元。

　　在圖像記錄方面的市場則包含了印刷,色彩分離器,CT和雷達等設備中的輸出設備。在印刷業(CTP)方面使用的LD為1W的列陣，其市場在2002年有明顯增長，達到410萬，年銷售額達到2千9百萬美元。其中，紫外(UV)LD在印刷業市場中正被看好，成為LD市場的一個新亮點。表6中所列的其他方面主要是指航天、航空、軍用、測距、衛星、局域網絡等方面的市場。此外，LD在下述各應用領域也有市場，如鉑焊，塑料焊接，熱處理和焊接等等。值得指出的是下述各方面的LD市場正在擴展之中，如垂直面輻射(VCSELS)LD在光電控制，鼠標筆和光學編碼等方面，脈沖高功率LD在機器人產業、測試儀器和測距儀等方面。3.非LD

　　據Laser Focus World雜志報道中所預期，2004年非LD市場的最大項目仍然是材料處理，年銷售額可達到13億美元左右，比2003年增加近1億美元，第一應用大戶為醫療方面，約為4億美元，它和其余項目(依年銷售額排列)為科學研究、儀器制造、圖像記錄、敏感探測、娛樂、監測、條碼掃描、光學存儲等的預期銷售額與2003年相差無幾。

　　就非LD的品種方面統計資料分析，近年來仍以燈泵浦的激光器為主流，2004年預期銷售額近6.1億美元。激光同行們明白，采用LD泵浦的固體激光器的主要優點是電能--激光的轉換效率可高達20%-40%,而燈泵的固體激光的效率要低一個數量級以上，該特點所帶來的一系列好處實在誘人，這些優點是：散熱問題大大減少，電源變得十分簡單，體積大為縮小、激光束的光學質量可大為提高....。既然如此，為什么仍以燈泵為主呢？關鍵在于LD的價格仍然太高。改變這種狀態的有效途徑是進一步發展泵浦用的LD,降低造價。有理由相信這種趨勢是必然的。顯然隨著LD的降價，LD泵浦激光器的市場會更大。非LD的第二大類品種是流動型CO2激光器含橫向放電，即TE型、縱向放電型、高氣壓和低氣壓型，年銷售額近5億美元：其次是準分子、LD泵浦固體、封離型CO2(含射頻、直流/脈沖激勵)、低氣壓和TEA等不同結構、染料和其它(含離子、He-Ne、He-Cd)激光器。在激光器品種方面值得指出的是，由于固體激光器和非線性光學技術的成熟，使得全固態的激光器集中了輸出近紅外、可見和紫外波長的能力，它擠掉了許多離子激光器和準分子激光器市場；射頻激勵的封離型CO2激光器因其壽命長達數萬小時，光束質量幾乎為高斯光束，即M2=1。因而擠掉了傳統的封離型、低氣壓CO2激光市場，但是，迄今射頻激勵CO2激光器的銷售價格仍然太高，故使得封離型低氣壓CO2激光器仍以其低廉的價格(為10000元/50W)以年產數千根的產量活躍于激光市場。顯然，這方面的市場正在翹首盼望價格遠低于射頻管，而僅僅稍高于傳統型，性能近乎射頻型的TECO2激光器的誕生；眾所周知LD已擠掉了許多He-Ne激光器市場，然而，低廉的短波He-Ne激光器又開辟出新的市場空間；全固態白光激光器(含OPO可調諧激光器)已經和正在取代許多染料和He-Cd激光器的市場；全固態激光器短波激光的能力是它可能擠向造價昂貴、光束質量不太好的準分子激光器的市場；此外，研究了很多年的x激光和自由電子激光方面還未見到其市場分量。#p#分頁標題#e#

　　作為非LD三大市場的年銷售情況列于表7。在材料處理方面的市場包含了各種類型的金屬處理，例如，焊接、切割、淬火、鉆孔；半導體和微電子制造，如，制版、檢測、控制、缺點分析、修補、打微孔；各種材料(塑料、金屬、硅等)的標刻；其他類型材料處理，如快速制模、小件制作、微孔板、浮雕全息和光柵制作?？蒲蟹矫姘A研究和發展研究，例如，激光核聚變，強光或強場物理、超短脈沖和激光光譜學等范圍廣泛的應用市場。醫療方面的市場還包含激光細胞學和激光生物醫學等方面，但這些也可被劃入科學研究方面的市場。其他幾方面的非LD市場年銷售情況歸列于表8。根據國際戰略方向指導(SDI)顧問MICHACL TICE所提到的信息稱，激光在儀器制造方面的市場主要在于生命科學儀器，例如：流動細胞儀、DNA序列儀、微小列陣掃描儀等等。在與激光相關的儀器方面Ar+激光器已逐步為固體藍色激光器所取代。藍激光是生物儀器中常用的熒光激發光源，熒光是DNA、蛋白質或其他生物分子的重要標識。在檢測和控制方面的市場中，激光能夠滿足微電子和光電子電路制造中所提出的高精度要求，正是這一亮點推動了激光的銷售額。其典型項目如：共焦激光正好適合于標測制造印刷電路的半導體晶片的刻線和蒙版，該項目中的激光波長為266mm或Ar+激光的諧波257mm。如上文指出過，短波激光在這方面的需求還在增長之中。圖象記錄方面的激光產品主要有：桌面打印機、FAX機、圖象記錄儀、商用色彩分離儀、MRI/CT/雷達/衛星觀測儀等的轉出設備。這方面的激光輻射波長含有830nm和400nm，2003年富士公司推出使用30mW作為光源的光敏片，紫外激光在新聞報紙上的市場也很好。2003年商業印刷方面對激光(含LD和LED)的要求增加了73%。在娛樂和顯示方面的市場，較為成功的公司LASERIST稱激光主要用于互補色技術的廣告業，如激光多媒體技術設備。其他應用方面的市場還有很多項目，舉例說，民航飛機上安裝的激光儀器可以通過自廢除探測器以驅離突然襲來的導彈。在安全防護和環保方面更多的投資已傾注于陸海空的光敏器，例如光雷達等項目。Ⅲ.國際行家看中國的激光光電子市場

　　LASER FOCUS WORLD報導稱亞洲的激光光電子市場的熱點在中國，基于中國經濟在近年來的迅速增長，1989-2002年間平均GDP增長值為9.3%，2002年達到近8萬億人民幣；2002年美國在中國的投資增加到527億美元。該報導認為，目前，中國是激光和光電子產品最有潛力的市場。SEVERAK元件公司已把其大部分的制造和裝配業務遷往中國。SPECTRA-PHYSICS公司已于1984年在北京設立了代表處處理該公司的銷售和售后服務工作，并在上海開設了分部專門負責激光工業方面的市場，此外，還在深圳建立制造工廠以求降低元件制造費用。又據報導，用作LASER POINTER等低端可見光LD產品，幾乎集中在中國制造。中國市場上正在大力發展LD泵浦的固體激光器，主要應用于娛樂和顯示技術設備以滿足俱樂部、迪斯科舞廳和公園等場所的需求。全固態紅、綠、藍激光正在發展RGB影視市場。據本雜志2003年初報導，2002年國內激光產品年銷售額近人民幣28億元。其實，這個數字并不完全。總而言之，以中國新生的經濟背景、眾多的技術人員作后盾、結合適當的引進、努力發展自立技術和增強配套產品，中國的激光光電子產業將會更受世人的矚目。Ⅳ.激光市場中的一些現象評釋1.計劃經濟模式影響下的市場現象.

　　眾所周知，中國的激光光電子行業一直是在計劃經濟模式下發展起來的，即使在開放后，計劃模式的影響仍然是主流。這種狀況下伴隨有典型的市場現象就必然存在。例如，大投入少產品；1個單位就像一只小麻雀五臟俱全，光機電等一應配套，其實這是狹義的小配套，不是大的社會配套，效率極低的配套；壟斷性極強，離市場化的要求很遠。中國在加入WTO前后，已有許多先軀者深深認識到在當今全球化的市場里，為了求得發展就必須努力挖掘技術潛力，培育技術隊伍發展自主技術，發展高效率的社會配套。生產適銷產品，從市場回報中去獲得發展的真正動力。2.過度炒作#p#分頁標題#e#

　　作為具有高度壟斷性和極低效率的完全計劃經濟模式的另一個極端現象就是過度市場化炒作。近年來科技隊伍中的許多人士，心情十分浮躁，社會上很多人被引導到這樣的一個概念，即“科學”是最能賺錢的工具，往往看中的是消費科學而不是科學本身，他們想的是賺錢的技巧，而不是需要付出長期艱苦努力的去“發現”、“創造”、“設計”和“制造”…一開課題就巴不得很快市場化，于是乎掀起了高科技市場風：高科技股。甚至那些風馬牛不相關的上

　　市公司也得掛上什么“高科技概念”，有了“概念”就能圈錢，其風把許多科技工作者的頭腦吹得更加飄飄然，哪還有心去開發真正的高科產品。記憶憂新的鑒定和評級風，一評就寫上達到國際先進水平、國內領先；一評級就有人忙著搞關系，弄得級別主要源于人事關系，讓這種風在科技界中吹所造成的破壞性很大。只要心平氣和地想想，哪種高科技產品不是經過艱苦的智慧投入、甚至是長期孜孜不倦的投入得來的，高科技產品在成為產品之前幾乎都會經歷漫長的原理概念-原型設計-試驗和改進-中試產品階段之后再轉為尋找擴大產量，低成本而且易于操作的生產流程。3.買技術

　　浮躁之后，又會走向的一個極端就是純粹的買技術。其行為是不自己開發，看準了有市場價值的產品就去購買。雖然，適當的購買或引進技術專利不失為市場活動中的一個正常的行為。但主流以買技術為主就是另一回事了，因為眾所周知的緣故，這種路線很容易造成買了又買，不斷的買和引進。而且大家都買會造成投資還未收回，同檔產品市場很快飽和，高端市場又都缺貨。集中些力量發展技術產權，發展自己的品種才是出路。4.非標準產品

　　在參與科研的歲月里，科技工作者求人是最常見的事，由于開設課題總是新的，要用的設備零件通常是非標準產品，常常因此到有能力提供的公司求助，但購貨量少，常常不受公司們的供銷科、技術科或中試室的歡迎。其實，國際上許多高科技單位對這類非標準產品的需求十分重視，因為這個市場確實不小，而且利潤率相當高，其收益不可忽視，甚至于可以部分地資助本單位開發新品的能力。常有許多國際高科公司在產品目錄中羅列某些產品可以按客戶要求供貨的，而且價格和供貨期也相當合理。5.一竿子到底的開發

　　浮躁思想指導的一種開發產品現象會表現為一攬子開發現象，即從開題研究、試制、生產都包攬在自己手中。國際上常見的開發路子是分工合作的。因為一項高科技產品的開始構思、設計和原型實驗往往出現于有相關專業的高等學府，公司往往投資購買有價值的原型試驗思路、專利數據和資料，進而在自設的開發和發展試驗室內加以培植發展再推向試制和投產。國際上，有些高科技單位很重視高科技的中間產品及其衍生品，常有高科技公司把在研制或供貨過程中附帶生產的部件作為存貨列入可供選購目錄，這既利人又利己，然而，這種情況在中國市場上并不多見。6.短命的市場熱點

　　如上文所述，浮躁的心理可以讓某高科技產品很快炒到人人皆知，就像激光筆和紫外LED一樣，本是很有價值的高科技產品，由于過快的炒作使每只價格從數百元降到數元。降價當然讓使用者高興，然而，這樣的市場壽命也就大大縮短了。也許，許多開發者未收回投資之前就要倒閉了，這對發展高科技產品是喜是憂呢？7.掛名

　　一些單位往往熱衷于拉某些人掛上一個名，以為這樣可以增加產品知名度。其實，同行們清楚，搞高科技產品更應當具有一支優秀的富有實踐經驗、踏實能干的人才隊伍才能出真貨。

　　參考文獻1. F.Norris,“Bloom is on the Economy,”The New York Times (Nov.8,2003)2.“A flood of red ink,”The Economist (Nov.6,2003).3. W.New,“Some homland security activities remain unfounded.”Government Executive Magazine (Nov. 10, 2003)4. K. Kincade,“Bookham to buy New Focus, Ignis,: Optoelectronics Report (Oct. 1, 2003).5. C. Holton, Laser Focus World 39(9) 55 (September 2003).6. K. Kincade, Laser Focus World 39(6) 91 (June 2003).7. D. Zhuang Laser E-oproducts in China ,International workshop on opto-Electronis, Hanoi,Dec.26-28,2003.8.Kathy Kincade, Stephen Anderson, laser Focus world 40(1) (January 2004)#p#分頁標題#e#

　　*第一作者莊斗南，教授

　　1964年畢業于中山大學物理系物理專業光學專門化進入中科院上海光機所。先后參加過的主要科研項目：激光工作物質光譜參數測量、10 GWCO2激光系統、1-4TW釹玻璃激光系統和自補償高功率卡計等；主持過的科研項目:中國首臺TEA、電子束CO2激光器、色心晶體鎖模激光器、CLUSTER UV激、多種混合激光器、高次諧波激光、DN電極結構TE激光器和OPO等等。1986年起，先后參加了加拿大滑鐵盧大學、美國普林斯頓大學、德國凱薩斯勞滕大學、曼谷KMUTT、越南國家高科技中心等多項激光光譜和激光的國際合作項目。