基于專利分析的我國固體激光器領域現狀與發展對策研究

韓雪冰+吳學彥+戴磊

〔摘 要〕為了促進

我國固體激光器行業發展，了解我國固體激光器技術領域技術發展水平與未來動向，應用專

利信息分析方法，對已公開的專利文獻加以檢索，并對檢索結果進行清洗篩選，采用定量分

析?定性分析以及文本挖掘等信息處理技術，分析我國固體激光器領域技術發展的總體趨勢

?技術研發方向?重點國家和機構技術競爭態勢等內容，提出發展我國固體激光器行業的對

策建議?

〔關鍵詞〕固體激光器；專利分析

；發展對策

DOI：10.3969/j

.issn.1008-0821.2014.01.029

〔中圖分類號〕G255.53；TN248.1 〔文獻標識

碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2014）01-0132-05H

T〗

Analysis of Chinese Solid St

ate Laser Situation and Development Based on Patent

Han Xuebing Wu Xueyan Dai Lei

（Institute of Scientific and Technical Information of Jilin，Changchun 130033，

China）

〔Abstract〕”BZ〗In order to find out the level and trend of solid state laser technology

field in China，and promote the development in the field，methods about patent in

formation analysis are used in this paper.After searching for solid state laser

technology patents in published patent documents，the retrieval results are clean

ed and screened.Overall technology and researching trend in this field，competiti

on between mayor countries and institutions are analyzed，using quantitative anal

ysis，qualitative analysis，text mining and other information processing technolog

y.The countermeasures and proposes for the development of solid state laser indu

stry in china are put forward.

〔Key words〕solid state lase

r；patent analysis；development countermeasures

固體激光器是以摻雜的玻璃?晶體或透明陶瓷等固體材料為工作介質的激光器?1960年

，T.H.梅曼發明的紅寶石激光器就是固體激光器，也是世界上第一臺激光器?固體激光器

因為具有較大的輸出功率和較緊湊的結構，從其誕生開始至今，一直備受關注，特別是20世

紀80年代末出現二極管泵浦的固體激光器（DPL）之后，取得了一系列重大進展[1-

2]?我國的激光器技術發展較快，與多個學科形成了不同類型技術應用，如激光醫療技

術?激光加工技術?激光檢測與計量技術?激光全息技術等[3-7]?

宏觀層面上的專利分析是在對專利情報進行篩選?鑒定?整理的基礎上利用文獻計量學的各

種方法和手段，對其中所含的各種情報要素進行統計?排序?對比?分析和研究，以了解某

技術領域的整體概況，競爭對手技術優勢?研發方向，技術的發展趨勢等[8-9]

?本文對1985-2012年固體激光器相關專利的申請量?專利權人分布?專利國家?省份分布

等進行統計，并通過IPC技術分類分析?聚類分析，探討固體激光器技術領域的現狀和趨勢

，提出發展對策建議?

1 研究方法與分析框架

應用相關檢索式，我們在知識產權局專利信息服務平臺上檢索到固體激光器專利4 301

條?應用利用中獻智泉公司開發的專利信息分析系統軟件（PIAS）進行專利分析?因為專利

申請到授權有18個月的滯后期，所以2011-2012年的數據不能做為分析依據，僅供參考?專

利分析框架：

2 我國固體激光器領域專利總體趨勢

分析

2.1 總體申請趨勢

圖2顯示了從1985-2011年，我國固體激光器技術領域的專利年申請量和公開量，可以看出

，我國激光器技術起步較早，在2000年之前固體激光器的專利數量穩定增長，2000年之后，

隨著我國激光產業的發展，以及國家對知識產權保護和專利申請等相關鼓勵政策的實施，專

利數量進入了快速增長期，到2011年專利申請量達到640件，是2000年專利申請量88件的7倍

還要多?

2.2 技術生命周期

從技術生命周期來看，圖3為技術生長率?技術成熟系數?技術衰老系數?新技術特征系數

4項指標的逐年趨勢，技術生長率（發明專利申請或授權量占過去5年該領域發明或授權總量

的比率）基本在0.2～0.4之間，說明固體激光器20多年來一直保持長期穩定的技術生長，

新的技術?新的發明不斷出現，固體激光器具有良好的發展軌跡?技術成熟系數（發明專利

申請或授權量占該領域發明和實用新型授權總量的比率）從1990開始一直保持在0.6以上，

可以看出，固體激光器技術的發明專利在該領域總的專利申請量中保持了較高的比例，該技

術處于良好的增長期?技術衰老系數（發明和實用新型專利申請和授權量占該領域發明?實

用新型和外觀設計專利申請和授權總量的比率）在2010年之前均近似為1，2010年和2011年

小于1，但因為專利申請到授權有18個月的滯后期所以2010-2012年的數據暫不

分析?從2010年之前的數據可以看出，在固體激光器技術領域專利絕大多數為發明和實用新

型專利，技術發展力十分旺盛?新技術征系數（技術生長率和技術成熟系數推算出來）從19

90開始一直保持在0.6以上，表明固體激光器技術領域新技術特征明顯?根據以上對固體激

光器技術領域技術生命周期的分析，我們認為，固體激光器是技術一項具有良好的發展歷史

與背景，而且在未來的發展過程中將保持較快的速度，具有很好的發展潛力與前景?

3 固體激光器領域專利申請區域分析

3.1 申請國家分布

中國是制造大國，也是消費大國，國內的具大的資源與勞動力支撐以及廣闊的市場發展前景

吸引了大量跨國企業紛紛在華建廠?固體激光器技術領域也不例外，從圖4可以看出，日?

美?韓?德?英等國均在華申請了該領域相關專利?值得引起關注的是，日本是在全球激光

器技術領域中占主導地位的國家之一，技術水平居于世界前列，該國在華申請專利占中國申

請專利總量的近1/4?日本對中國的固體激光器技術領域相關市場十分重視，且有相當

的占有率?

3.2 申請省份對比

近年來，我國激光器技術的發展速度很快，國內已出現多家從事研制?生產和經營激光器和

激光加工設備的研發機構和企業?至今已有5個國家級激光技術研究中心，10多個產品研發

機構?已有100多家從事激光加工的制造企業，其中一些是由激光技術應用研究所建立的，

另外一些是新興的私人擁有的民營激光公司，主要分布在武漢?上海?江蘇?北京?西安等

省市^[10]?這些公司已成為國內激光加工市場的主力，他們制造的工業激光器?

元器件和激光加工系統（激光標記?劃線?微調?切割?焊接?表面處理?微加工?直接成

型）約占國內總市場90%以上份額?從中國專利申請量前20位省份對比圖（圖5）來看，北

京?廣東?江蘇?上海?湖北申請量比較突出，處于第一梯隊?吉林位于第二梯隊的首位，

申請量為196件?

4 技術領域分析

4.1 IPC構成

圖6為固體激光器技術領域各IPC小類專利申請量統計數據，從對比分析中可以看出，該領

域涉及的IPC小類前10位中主要可以分為兩大類：一類為基于固體激光器本身的專利技術，

主要包括：H01S?G02B?G02F；另一類為屬于固體激光器應用領域的專利技術，主要包括：

B23K?G11B?G01N?A61N?B41J?G01B?A61B?

因為固體激光器本身即為受激發射的器件，所以IPC小類H01S申請量最多，排在第一位?此

外在對固體激光器的研究中主要技術熱點集中在光學元器件（G02B）和光學控制和轉換技術

或工藝（G02B）上?從應用上來看，固體激光器的應用領域主要集中在激光加工?激光存儲

?激光檢測?醫療診斷?激光印刷?激光測量幾個領域?

4.2 IPC小類逐年趨勢分析

從IPC小類逐年申請量來看（圖7），總體上各小類的逐年申請量都顯現增長態勢?H01S?B

23K和G02F小類的專利申請量基本上從2000年開始加速增長，2004年以后一直保持較高的申

請量，比較來出H01S小類的申請量變化尤其突出?說明固體激光器研發及相關光學元器件及

有關技

注：H01S：利用受激發射的器件；B23K：釬焊或脫焊；焊接；用釬焊或焊接

方法包覆或鍍敷；局部加熱切割，如火焰切割；用激光束加工；G02B：光學元件?系統或儀

器；G11B：基于記錄載體和換能器之間的相對運動而實現的信息存儲；G01N：借助于測定材

料的化學或物理性質來測試或分析材料；A61N：電療；磁療；放射療；超聲波療；B41J：打

字機；選擇性印刷機構，即不用印版的印刷機構；排版錯誤的修正；G01B：長度?厚度或類

似線性尺寸的計量；角度的計量；面積的計量；不規則的表面或輪廓的計量；G02F：用于控

制光的強度?顏色?相位?偏振或方向的器件或裝置，例如轉換?選通?調制或解調，上述

器件或裝置的光學操作是通過改變器件或裝置的介質的光學性質來修改的；用于上述操作的

技術或工藝；變頻；非線性光學；光學邏輯元件；光學模擬/數字轉換器；A61B：診斷；外endprint

科；鑒定?

術及工藝是在2000年前后開始受到廣泛關注并快速發展，到現在，已經有了10余年的技術積

累，且相關機構對技術的研發熱情未見減退?圖7另一個比較突出的小類是B23K，作為固體

激光器最重要的應用領域之一，從2005年開始，到2011年，短短的6年間這一領域的利申請

量從7項猛增到142項?表明隨著固體激光器本身技術的成熟與發展，其在工業加工領域的具

大優勢顯示出來，同時，這一領域也將會成為固體激光器未來的重要應用領域，具有廣闊的

發展前景?

5 主要競爭機構分析STBZ〗

5.1 主要競爭機構構成

圖8顯示的是固體激光器技術領域中國專利申請量前10位的機構?10家機構的總專利申請量

為1 115件，占該領域專利申請量的1/4左右，技術的壟斷程度并不明顯?從各機構

所占比例來看，各機構所占比例比較平衡，并沒有一家機構在這一領域占有絕對優勢，排名

第一的松下電器產業株式會社占前10家機構總申請量的15%，第二的上海光學精密機械研究

所占前10家機構總申請量的14%，兩者相差僅有1%，即使是第十位的北京工業大學也占了前1

0家機構總申請量的6%?但從這10家機構來看，松下電器產業株式會社?夏普株式會社?三

洋電機株式會社和三菱電機株式會社4家為日本企業，占前10家機構總申請量的44%；中國科

學院上海光學精密機械研究所?中國科學院半導體研究所?中國科學院長春光學精密機械與

物理研究所和北京工業大學4家為研究機構或大學，占前10家機構總申請量的38%；深圳市大

族激光科技股份有限公司和無錫華聯精工機械有限公司為國內企業，占前10家機構總申請量

的18%?日本的企業在中國已經具有了一定的技術獨占性，具有國內機構抗衡的實力與能力

?國內機構主要以研究院所和大學為主?

5.2 主要競爭機構趨勢

前10位機構的專利申請量逐年趨勢如圖9所示，各機構的專利申請量均呈現上升趨勢，可以

看出幾家日本企業和國內研究機構峰值出現時間有要比國內兩家企業和北京工業大學的峰值

時間早2～3年，其中無錫華聯精工機械有限公司僅在2011年一年申請了78項專利，做為國內

生產焊接切割設備的主要企業，無錫華聯精工機械有限公司突然大量申請固體激光器技術領

域有關專利，如此大手筆的礎，同時可以看出日本對我國市場十分重視，已構成對我國有關機構的競爭?要應對國外機

構在技術上的發展優勢，政府應加大對固體激光器技術研發的投資力度，重點發展重點?關

鍵性技術的研究?

6.2 加強固體激光器技術科技成果轉化

在我國的固體激光器專利申請主要機構中企業在比例上相對較低，科研院所的研究水平較高

，應加快固體激光器技術的科技成果轉化，鼓勵科研院所依托專利技術創辦企業，鼓勵科研

院所的專利向企業轉讓?

6.3 培育扶植固體激光器相關領域重點企業

固體激光器相關領域企業的技術壟斷性還不明顯，政策應培育扶植固體激光器相關領域重點

企業，重點發展幾家固體激光器生產企業，幾家固體激光器應用企業?

參考文獻

[1]周壽桓，趙鴻，唐小軍.高平均功率全固態激光器[J].中國激光，2009，

（7）：1605-1618.

[2]康志龍，辛國鋒，陳國鷹，等.現代光電子的發展現狀?特征和趨勢[J].河北工業大

學學報，2005，（5）：6-12.

[3]樓祺洪.激光技術新進展及其在光伏產業中的應用[J].紅外與激光工程，2012，（12

）：3187-3192.

[4]朱萍.激光加工技術發展現狀及展望[J].安徽科技，2013，（1）：50-51.

[5]向逾，種銀保，劉換平，等.醫用激光治療設備的原理?應用及其研究進展[J].醫療

衛生裝備，2012，（8）：84-86.

[6]蔣建新.激光自動化切割設備的技術特點及應用前景（上）[J].金屬加工：熱加工

，2012，（18）：8-10.

[7]李朝榮，李永，樂洪宇.戰術激光武器技術的發展動向與分析[J].艦船電子工程，201

3，（2）：13-16.

[8]闞元漢.專利信息檢索與應用[M].北京：海洋出版社，2008.7.

[9]駱云中，陳蔚杰，等.專利情報分析與利用[M].上海：華東理工大學出版社，2007.4

.

[10]2009-2012年中國激光行業調研及戰略咨詢報告[J].光機電信息，2009，26（8）

：47.

（本文責任編輯：孫國雷）endprint

科；鑒定?

術及工藝是在2000年前后開始受到廣泛關注并快速發展，到現在，已經有了10余年的技術積

累，且相關機構對技術的研發熱情未見減退?圖7另一個比較突出的小類是B23K，作為固體

激光器最重要的應用領域之一，從2005年開始，到2011年，短短的6年間這一領域的利申請

量從7項猛增到142項?表明隨著固體激光器本身技術的成熟與發展，其在工業加工領域的具

大優勢顯示出來，同時，這一領域也將會成為固體激光器未來的重要應用領域，具有廣闊的

發展前景?

5 主要競爭機構分析STBZ〗

5.1 主要競爭機構構成

圖8顯示的是固體激光器技術領域中國專利申請量前10位的機構?10家機構的總專利申請量

為1 115件，占該領域專利申請量的1/4左右，技術的壟斷程度并不明顯?從各機構

所占比例來看，各機構所占比例比較平衡，并沒有一家機構在這一領域占有絕對優勢，排名

第一的松下電器產業株式會社占前10家機構總申請量的15%，第二的上海光學精密機械研究

所占前10家機構總申請量的14%，兩者相差僅有1%，即使是第十位的北京工業大學也占了前1

0家機構總申請量的6%?但從這10家機構來看，松下電器產業株式會社?夏普株式會社?三

洋電機株式會社和三菱電機株式會社4家為日本企業，占前10家機構總申請量的44%；中國科

學院上海光學精密機械研究所?中國科學院半導體研究所?中國科學院長春光學精密機械與

物理研究所和北京工業大學4家為研究機構或大學，占前10家機構總申請量的38%；深圳市大

族激光科技股份有限公司和無錫華聯精工機械有限公司為國內企業，占前10家機構總申請量

的18%?日本的企業在中國已經具有了一定的技術獨占性，具有國內機構抗衡的實力與能力

?國內機構主要以研究院所和大學為主?

5.2 主要競爭機構趨勢

前10位機構的專利申請量逐年趨勢如圖9所示，各機構的專利申請量均呈現上升趨勢，可以

看出幾家日本企業和國內研究機構峰值出現時間有要比國內兩家企業和北京工業大學的峰值

時間早2～3年，其中無錫華聯精工機械有限公司僅在2011年一年申請了78項專利，做為國內

生產焊接切割設備的主要企業，無錫華聯精工機械有限公司突然大量申請固體激光器技術領

域有關專利，如此大手筆的礎，同時可以看出日本對我國市場十分重視，已構成對我國有關機構的競爭?要應對國外機

構在技術上的發展優勢，政府應加大對固體激光器技術研發的投資力度，重點發展重點?關

鍵性技術的研究?

6.2 加強固體激光器技術科技成果轉化

在我國的固體激光器專利申請主要機構中企業在比例上相對較低，科研院所的研究水平較高

，應加快固體激光器技術的科技成果轉化，鼓勵科研院所依托專利技術創辦企業，鼓勵科研

院所的專利向企業轉讓?

6.3 培育扶植固體激光器相關領域重點企業

固體激光器相關領域企業的技術壟斷性還不明顯，政策應培育扶植固體激光器相關領域重點

企業，重點發展幾家固體激光器生產企業，幾家固體激光器應用企業?

參考文獻

[1]周壽桓，趙鴻，唐小軍.高平均功率全固態激光器[J].中國激光，2009，

（7）：1605-1618.

[2]康志龍，辛國鋒，陳國鷹，等.現代光電子的發展現狀?特征和趨勢[J].河北工業大

學學報，2005，（5）：6-12.

[3]樓祺洪.激光技術新進展及其在光伏產業中的應用[J].紅外與激光工程，2012，（12

）：3187-3192.

[4]朱萍.激光加工技術發展現狀及展望[J].安徽科技，2013，（1）：50-51.

[5]向逾，種銀保，劉換平，等.醫用激光治療設備的原理?應用及其研究進展[J].醫療

衛生裝備，2012，（8）：84-86.

[6]蔣建新.激光自動化切割設備的技術特點及應用前景（上）[J].金屬加工：熱加工

，2012，（18）：8-10.

[7]李朝榮，李永，樂洪宇.戰術激光武器技術的發展動向與分析[J].艦船電子工程，201

3，（2）：13-16.

[8]闞元漢.專利信息檢索與應用[M].北京：海洋出版社，2008.7.

[9]駱云中，陳蔚杰，等.專利情報分析與利用[M].上海：華東理工大學出版社，2007.4

.

[10]2009-2012年中國激光行業調研及戰略咨詢報告[J].光機電信息，2009，26（8）

：47.

（本文責任編輯：孫國雷）endprint

科；鑒定?

術及工藝是在2000年前后開始受到廣泛關注并快速發展，到現在，已經有了10余年的技術積

累，且相關機構對技術的研發熱情未見減退?圖7另一個比較突出的小類是B23K，作為固體

激光器最重要的應用領域之一，從2005年開始，到2011年，短短的6年間這一領域的利申請

量從7項猛增到142項?表明隨著固體激光器本身技術的成熟與發展，其在工業加工領域的具

大優勢顯示出來，同時，這一領域也將會成為固體激光器未來的重要應用領域，具有廣闊的

發展前景?

5 主要競爭機構分析STBZ〗

5.1 主要競爭機構構成

圖8顯示的是固體激光器技術領域中國專利申請量前10位的機構?10家機構的總專利申請量

為1 115件，占該領域專利申請量的1/4左右，技術的壟斷程度并不明顯?從各機構

所占比例來看，各機構所占比例比較平衡，并沒有一家機構在這一領域占有絕對優勢，排名

第一的松下電器產業株式會社占前10家機構總申請量的15%，第二的上海光學精密機械研究

所占前10家機構總申請量的14%，兩者相差僅有1%，即使是第十位的北京工業大學也占了前1

0家機構總申請量的6%?但從這10家機構來看，松下電器產業株式會社?夏普株式會社?三

洋電機株式會社和三菱電機株式會社4家為日本企業，占前10家機構總申請量的44%；中國科

學院上海光學精密機械研究所?中國科學院半導體研究所?中國科學院長春光學精密機械與

物理研究所和北京工業大學4家為研究機構或大學，占前10家機構總申請量的38%；深圳市大

族激光科技股份有限公司和無錫華聯精工機械有限公司為國內企業，占前10家機構總申請量

的18%?日本的企業在中國已經具有了一定的技術獨占性，具有國內機構抗衡的實力與能力

?國內機構主要以研究院所和大學為主?

5.2 主要競爭機構趨勢

前10位機構的專利申請量逐年趨勢如圖9所示，各機構的專利申請量均呈現上升趨勢，可以

看出幾家日本企業和國內研究機構峰值出現時間有要比國內兩家企業和北京工業大學的峰值

時間早2～3年，其中無錫華聯精工機械有限公司僅在2011年一年申請了78項專利，做為國內

生產焊接切割設備的主要企業，無錫華聯精工機械有限公司突然大量申請固體激光器技術領

域有關專利，如此大手筆的礎，同時可以看出日本對我國市場十分重視，已構成對我國有關機構的競爭?要應對國外機

構在技術上的發展優勢，政府應加大對固體激光器技術研發的投資力度，重點發展重點?關

鍵性技術的研究?

6.2 加強固體激光器技術科技成果轉化

在我國的固體激光器專利申請主要機構中企業在比例上相對較低，科研院所的研究水平較高

，應加快固體激光器技術的科技成果轉化，鼓勵科研院所依托專利技術創辦企業，鼓勵科研

院所的專利向企業轉讓?

6.3 培育扶植固體激光器相關領域重點企業

固體激光器相關領域企業的技術壟斷性還不明顯，政策應培育扶植固體激光器相關領域重點

企業，重點發展幾家固體激光器生產企業，幾家固體激光器應用企業?

參考文獻

[1]周壽桓，趙鴻，唐小軍.高平均功率全固態激光器[J].中國激光，2009，

（7）：1605-1618.

[2]康志龍，辛國鋒，陳國鷹，等.現代光電子的發展現狀?特征和趨勢[J].河北工業大

學學報，2005，（5）：6-12.

[3]樓祺洪.激光技術新進展及其在光伏產業中的應用[J].紅外與激光工程，2012，（12

）：3187-3192.

[4]朱萍.激光加工技術發展現狀及展望[J].安徽科技，2013，（1）：50-51.

[5]向逾，種銀保，劉換平，等.醫用激光治療設備的原理?應用及其研究進展[J].醫療

衛生裝備，2012，（8）：84-86.

[6]蔣建新.激光自動化切割設備的技術特點及應用前景（上）[J].金屬加工：熱加工

，2012，（18）：8-10.

[7]李朝榮，李永，樂洪宇.戰術激光武器技術的發展動向與分析[J].艦船電子工程，201

3，（2）：13-16.

[8]闞元漢.專利信息檢索與應用[M].北京：海洋出版社，2008.7.

[9]駱云中，陳蔚杰，等.專利情報分析與利用[M].上海：華東理工大學出版社，2007.4

.

[10]2009-2012年中國激光行業調研及戰略咨詢報告[J].光機電信息，2009，26（8）

：47.

（本文責任編輯：孫國雷）endprint