相关报告：《中国掺镱光纤行业运营现状及投资发展研究报告》

行业定义

掺杂光纤是在常规传输光纤的应时玻璃基质中掺入微量稀土元素(如铒、镱)的一种特殊光纤，也是一种有源光纤。因此，可以说掺杂光纤是一种具有有源特性的特殊光纤，由掺杂剂和作为主体的光纤基质组成。掺杂稀土元素的目的是促进无源传输光纤转变为具有放大能力的有源光纤。

掺杂光纤是在常规传输光纤的应时玻璃基质中掺入微量稀土元素(如铒、镱)的一种特殊光纤，也是一种有源光纤。因此，可以说掺杂光纤是一种具有有源特性的特殊光纤，由掺杂剂和作为主体的光纤基质组成。掺杂稀土元素的目的是促进无源传输光纤转变为具有放大能力的有源光纤。可以看出，这类光纤的激光特性、光放大特性、磁光特性等新特性与掺杂稀土元素(离子)的种类、性质、浓度和分布密切相关。

稀土元素和掺镱激光材料的优势

掺稀土元素的光纤可以成为激光介质，为了更好地了解掺杂光纤的性能，有必要了解稀土元素及其离子的一些信息。稀土元素，即元素周期表中的镧系元素。目前共有15种，在元素周期表中占据倒数第二的位置，元素镧(La，原子序数57)在开头，镥(Lu，原子序数71)在末尾。从原子结构上看，所有稀土元素都具有相同的外层电子层结构，即5S5P6S形式，属于全壳层结构。镧系元素彼此之间的区别仅在于4f壳层中的电子数，因此可以说它们的光学性质仅取决于4f壳层中的电子数。已知稀土离子多以三价形式出现，且都逃逸了两个6s电子和一个4f电子。由于剩余的4f电子被电子层屏蔽，其部分光学特性(如荧光和吸收特性)不易受外场影响，即具有良好的稳定性。

1878年，瑞士化学家让·查尔斯和g·德·纳克尔在铒中发现了一种新的稀土元素。为了纪念发现钇矿的斯德哥尔摩附近一个名叫Yteerby的小村庄，这种新元素被命名为镱，元素符号Yb，中文译名镱。镱在镧系元素中排在铥之后，但其地壳丰度达到3.3ppm，不仅高于铽、钬、铥、镥，甚至高于铕(2.2ppm)。镱作为重稀土元素，可利用资源有限，产品价格昂贵，限制了其应用研究。随着光纤通讯、激光等高新技术的出现，镱逐渐找到了它的应用舞台。掺Yb3+硅酸盐玻璃材料引起了世界各国材料科学家和工程物理科学家的关注，成为当前激光材料研究的热点和重要发展方向。它被认为是新一代惯性约束聚变环中最好的激光工作物质之一。

与其他稀土离子相比，掺Yb3+激光材料具有以下优点:

(1)Yb3+离子吸收带可在800~1100nm波长范围内与ZnlnAs半导体泵浦源有效耦合，吸收带宽，在短波长范围内(小于970nm)吸收截面变化缓慢，非常有利于输出波长易受环境温度影响、发射带窄的半导体激光泵浦，即不需要严格控制温度即可获得波长匹配的半导体激光输出。

(2)Yb3+的能级结构简单，只含有两个多重态，因此在泵浦波长和信号波长没有激发态吸收。光转换效率很高，大的能级间隔也排除了非辐射弛豫和浓度猝灭的发生。

(3)泵浦波长非常接近激光输出波长，量子效率较高(可达90%)。

(4)材料中的热负荷低(小于11%)。只有掺Nd3+的相同材料的三分之一。

(5)荧光寿命长，一般是掺Nd3+同种材料的3倍以上，有利于储能。掺Yb3+激光材料的这些优点对激光技术的发展具有深远的意义。传统固体激光器中，增益介质为长棒，热流方向与激光束方向垂直，容易导致热透镜效应和温度升高，导致激光器性能恶化，激光效率降低。特别是对于三能级激光系统，由于泵浦功率较高，热效应更加突出。由于Yb3+的掺杂浓度可以很高，材料中的热负荷很低，即使在高泵浦功率密度下，材料中的温度变化也很小，从而大大降低了增益介质中的热应力和热畸变。

图表:稀土元素和掺Yb3+激光材料的优势

资料来源：智研瞻产业研究院整理

产业链分析

掺镱光纤的上游主要包括光纤预制棒(由四氯化锗、特种气体等光纤材料制成。)、光纤涂层(主要用于光纤预制棒后的拉丝工艺)、光纤束材料(束型光纤材料)、聚乙烯(光缆产品的内外护套材料)、掺镱光纤生产设备等。，其中预制件是重要的原材料；行业的中游是掺镱光纤的生产和解决方案的提供；下游应用包括通信行业、工业行业、医疗行业等。

图表:掺镱光纤产业产业链分析

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2017-2022年我国掺镱光纤行业市场规模

统计显示，2017年中国掺镱光纤市场规模为11.03亿元，2021年中国掺镱光纤市场规模为13.36亿元。2017-2022年中国掺镱光纤市场规模如下:

图表:2017-2022年中国掺镱光纤市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

2022-2028年掺镱光纤行业发展趋势

掺镱光纤生产所需的关键生产设备和原材料仍有大量需要进口。国内企业不仅需要在关键设备和原材料的突破上投入大量的R&D努力，还需要绕过国外大企业的专利布局。在国内掺镱光纤强劲的市场需求驱动下，本土掺镱光纤企业若能突破国外的技术壁垒，就能在掺镱光纤行业的竞争中脱颖而出。

企业要想摆脱外企的分承，就必须在研发方面下功夫。然而，掺镱光纤的技术壁垒很高。因此，分析、研究和开发掺镱光纤将是未来掺镱光纤企业的发展趋势。

同时，随着物联网、云计算等新技术的出现，掺镱光纤和各种新型光电器件的需求日益增加，掺镱光纤将面临巨大的机遇和挑战，这也为我国民族光纤产业的横向发展和纵向延伸提供了历史舞台。

掺镱光纤产业投资价值评估

目前，我国掺镱光纤技术已与国外先进水平相当。其中，我国研制的掺镱光纤、双包层掺镱光纤和铒镱共掺光纤在性能和可靠性方面达到国外同类产品的先进水平，具有成本优势，拥有多项产品和方法的核心专利技术。

掺镱光纤在相对较宽的波长范围内(从975nm到1200nm)具有非常高的输出功率和优异的转换效率，随着双包层技术的出现，业界开始对用于不同应用的高功率光纤激光器和光放大器产生浓厚的兴趣。掺镱双包层光纤正受到越来越多的关注。其现有和潜在的应用包括:军事，航空，材料加工，印刷和标记光谱分析，以及电信行业。

掺镱光纤虽然发展潜力巨大，但市场竞争激烈，政策和技术面临不确定性，发展过程中仍存在一定风险。同时，掺镱光纤产品使用寿命有限，维护困难，是行业发展不可回避的痛点。此外，在供需和售价方面，行业内企业也面临挑战。

预计2022-2028年，由于国内掺镱光纤行业的需求不断增加，国内掺镱光纤行业的利润将稳步增长。2028年，我国掺镱光纤行业利润为2.02亿元。2022-2028年中国掺镱光纤行业盈利趋势预测如下:

图表:2022-2028年中国掺镱光纤行业盈利趋势预测

数据来源：智研瞻产业研究院整理

智研瞻产业研究院专注于中国产业经济情报及研究，目前主要提供的产品和服务包括传统及新兴行业研究、商业计划书、可行性研究、市场调研、专题报告、定制报告等。涵盖文化体育、物流旅游、健康养老、汽车、能源化工、装备制造、电子、农林牧渔等领域，还深入研究智慧城市、智慧生活、智慧制造、新能源、新材料、新消费、新金融、人工智能、“互联网+”等新兴领域。

掺镱光纤行业市场前景如何？智研瞻产业研究院发布的《中国掺镱光纤行业运营现状及投资发展研究报告》详细分析了掺镱光纤行业相关定义 、全球掺镱光纤行业市场发展现状、中国掺镱光纤产业发展环境、中国掺镱光纤行业运行情况、中国掺镱光纤所属行业运行数据监测、中国掺镱光纤市场格局、中国掺镱光纤行业需求特点与动态、中国掺镱光纤行业区域市场现状、中国掺镱光纤行业竞争情况、中国掺镱光纤行业发展前景分析与预测、中国掺镱光纤行业发展策略及投资建议等，帮助企业和投资者了解掺镱光纤行业市场投资价值。您若想对掺镱光纤行业有个系统的了解或者想投资掺镱光纤行业，本报告是您不可或缺的重要工具。