行走在冷夜中
范文一：激光晶体非线性光学晶体元器件行业 002222 福晶科技
激光晶体非线性光学晶体元器件行业 002222 福晶科技
福建福晶科技股份有限公司简称:福晶公司。主要从事晶体材料及其器件的研发、生产和销售，其产品广泛应用于激光及光通讯领域。公司总部位于福州市区，拥有一幢现代化的8层办公和生产大楼，总面积超过10，000平方米，员工近500人。
经过近二十年的不懈努力，福晶公司成为目前世界上领先的LBO、BBO、Nd:YVO4以及 Nd:YVO4+KTP胶合晶体的生产商。公司发展了熔盐法，提拉法和水溶液法等多种晶体生长技术，拥有IAD，IBS，EB等多种镀膜加工工艺适应不同的应用需求。公司的检测技术和设备也处于业界领先地位，拥有Zygo,Nikon,Prism Master等多台检测仪器，与世界上主要的激光公司建立了良好的检测信息交流平台。公司2001年通过ISO9001质量体系的认证。同时公司多年来致力于品牌的建设，在世界上主要工业国家和地区都设有代理或分支机构。公司产品90%以上出口美、日、德等国家和其他美洲、欧洲、亚洲地区，被国际业界誉为中国牌晶体。其中LBO晶体在中国，美国和日本拥有晶体生长和器件应用专利。
福晶公司将本着“团结，奋进，求实，创新”的企业文化精神，朝着“成为非线性光学晶体和激光晶体的最佳全球供应商”的公司目标而努力。
(二)主营业务
本公司主营业务属于光电子产业中的信息功能材料行业。本公司主要从事光 电子晶体材料及其元器件的研发、生产和销售，主要产品是LBO(三硼酸锂)、 BBO(低温相偏硼酸钡)、KTP(磷酸钛氧钾)等非线性光学晶体元器件，Nd:YVO4 (掺钕钒酸钇)等激光晶体元器件，以及激光光学元器件。产品用于激光应用领 域，其中主要用于固体激光器制造，是激光系统的核心元器件之一。 2006 年，本公司主要产品LBO、BBO、KTP 等非线性光学晶体元器件的销 售收入约占本公司营业收入的70%，Nd:YVO4 等激光晶体元器件的销售收入约 占本公司营业收入的19%。
(三)行业地位
本公司是全球领先的非线性光学晶体与激光晶体元器件制造商，是LBO、BBO 非线性光学晶体元器件、Nd:YVO4 激光晶体元器件以及Nd:YVO4，KTP 胶 合晶体等产品全球规模最大的制造商，是国内最大的KTP 非线性光学晶体元器 件制造商。
本公司是全球知名激光器生产企业——Spectra-Physics(美国)、Coherent (美国)等企业光电子晶体元器件的主要供应商之一。2006 年，本公司LBO 产 品在全球的市场占有率约为56%，BBO 产品在全球的市场占有率约为25%， Nd:YVO4 产品在全球市场占有率约为30%，Nd:YVO4+KTP 胶合晶体产品在全球 的市场占有率约为50%。
(四)主要竞争优势
1、品牌优势
本公司及其前身是全球非线性光学晶体和激光晶体元器件主要的供应商之 一。通过十多年的发展，本公司产品已被Spectra-Physics、Coherent、Rofin-Sinar (德国)等全球各大激光公司广泛采用。本公司与客户建立了良好的合作关系， 有一批长期稳定的核心客户，在客户中享有良好的声誉。公司品牌“CASTECH” 已在全球行业内树立起高技术、高品质、优质服务的市场形象，被业内誉为“中 国牌晶体”。
2、技术优势
公司拥有处于国际领先水平的晶体生长技术和达到国际先进水平的晶体加 工技术，具有原料配方、晶体生长、冷加工、镀膜及品质管理等各生产环节技术 集成优势。
在晶体生长方面，本公司拥有独有的原料组份配方、自行设计和制造的特有 晶体生长设备、特有的生长工艺、优良的晶体质量控制等优势，晶体生长技术处 于全球领先水平;在抛光技术方面，拥有国际先进的抛光工艺、检测设备和一支 专业的抛光技师队伍，产品表面质量控制精度达到0.5,2nm，处于国内领先、 国际先进水平;在镀膜方面，本公司拥有多台世界先进水平的镀膜机，自主开发 了镀膜软件、开发设计了许多满足客户应用要求的晶体表面膜系及制备工艺，以 MIL-PRF-13830B 标准为产品质量控制基础标准，产品性能达到国际先进水平。
3、产业链优势
近年来，本公司在原开发公司晶体生长的技术优势基础上，加强了对晶体材 料的深加工，具备了国际先进水平的晶体加工能力，完善了“产品研发——晶体 生长——冷加工——镀膜”完整产业链，提升了公司产品的附加值，提高了公司 的综合竞争能力。
4、研发优势
本公司拥有一支以各学科博士、硕士等高级专业技术人员为主组成的研发队 伍。本公司是福建省首批“创新型试点企业”，是“国家光电子晶体材料工程技术 研究中心”、“福建省光电子材料工程技术研究中心”的参与单位，是中国光学学 会材料专业委员会委员单位、全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会委员 单位，参与了《硼酸盐非线性光学单晶器件通用技术条件》、《硼酸盐非线性光 学单晶器件质量测试方法》等2 项国家标准的制定。
(五)发展前景
光电子产业是21 世纪的支柱产业之一。激光及激光器技术是光电子产业的 基础技术之一。固体激光器由于具有寿命长、可靠性高、发射光束质量高等优点， 是激光器的主要发展方向。获得不同波长的激光，是拓展激光应用领域、发展激 光技术的重要方向。采用非线性光学晶体变频方式，是目前获得不同激光波长的 主要方式。非线性光学晶体元器件与激光晶体元器件均是固体激光器的核心元器 件。因此，随着激光技术应用的普及、固体激光器的发展、市场对各种波长激光 需求的增加，本公司非线性光学晶体、激光晶体及相配套的激光光学元器件，将 具有良好的发展前景。
未来，本公司将采取技术领先战略、产品一站式服务战略、规模化战略和品 牌全球化战略，继续保持行业内全球领先地位，成为非线性光学晶体和激光晶体 的全球最佳供应商。
二、控股股东简介
本次发行前，本公司股东 49 人，其中法人股东4 人，自然人股东45 人。 本公司的控股股东为中国科学院福建物质结构研究所，现持有本公司本次发 行前股份6,750.00 万股，占本次发行前总股本的47.37%。
物构所住所为福建省福州市杨桥西路155 号，法定代表人为洪茂椿。物构所 是隶属于中科院的事业法人单位，开办资金为人民币6,674.00 万元，主要从事物 理化学、无机化学、有机化学、分析化学、催化化学、新技术晶体材料、金属腐 蚀与防护等学科研究，开展相关学历教育、博士后培养与学术交流，提供相关技 术开发与服务等。
风险因素
一、LBO 专利权到期风险
本公司拥有 LBO 产品在中国、美国、日本的发明专利。近三年及一期，LBO 产品销售收入占本公司营业收入50%左右，占本公司销售毛利的60,左右。 根据有关专利法规规定，本公司拥有的LBO 专利在中国、美国、日本的专 利权到期日分别为2008 年4 月14 日、2008 年6 月13 日、2008 年5 月14 日。 为应对LBO 专利的到期，本公司在保持相对稳定的毛利率水平情况下，近年逐 步降低了LBO 产品售价，并预计2008 年下降10%左右。专利权到期后，本公司
LBO 产品的市场竞争可能会加剧，从而对本公司LBO 产品价格，以及公司销售 毛利率、盈利能力等经营造成不利影响。
本公司管理层认为，LBO 专利权到期，对本公司盈利能力影响较小，原因 在于:
1、本公司现有的LBO 技术已较专利技术有实质性的改进，并仍保持全球 领先水平
经过十多年持续的研发投入，本公司在LBO 专利技术基础上，对原材料配 方、晶体生长设备、晶体生长、加工等各方面进行了大量技术改进，使LBO 生 长技术较原专利技术有了突破性进展，并仍保持全球领先水平。 2、本公司已由单一的专利优势发展为综合竞争力优势
经过十多年的发展，本公司已从单一的专利技术优势，提升到品牌、技术等 全方位的综合优势。
在品牌方面，本公司已成为全球知名激光器企业LBO 产品的主要供应商， 本公司的CASTECH 品牌已在全球业界树立了高品质的形象，被称为“中国牌晶 体”。
在技术方面，本公司已研制出大尺寸、有晶面的LBO 晶体，提高了晶体质 量，生长周期由原来的6 个月减少到现在的3 个月，缩短了生长周期，晶体生长 技术处于全球领先水平;拥有了先进的抛光、镀膜设备和工艺，加工水平达到全 球先进水平。本公司产品的高品质，已不仅取决于某个工艺或单个环节，更主要 是得益于从物质微观结构、合成、原料配方，到晶体生长、冷加工、镀膜等多个 环节、多个技术的集成优势。
在营销及服务方面，本公司已与全球知名激光器企业建立了长期合作关系， 并在全球激光技术应用发达地区建立了销售网络，培育了一支专业的销售队伍， 能提供快速、优质的销售服务和技术支持。
在管理方面，本公司经过多年的探索，已根据本行业小批量、多规格、客户 定制等特点，形成了较规范的科学管理体系。
3、在专利区和非专利区LBO 产品实行基本一致的定价政策
为了应对LBO 专利权到期的影响，本公司自2004 年起采取了LBO 专利区 价格与非专利区价格基本一致的定价政策。近年来，本公司已逐年适当地调低了 专利区LBO 价格，目前专利区LBO 价格已与非专利区价格基本接近，并得到主 要客户的认同。
4、LBO 专利到期后，LBO 市场竞争格局和供求关系格局不会出现重大变化 LBO 专利到期后，LBO 市场竞争可能加大。但由于存在较高的行业壁垒和 技术要求，新的竞争者短期内不会大量出现;已有竞争者技术不可能在短期内大 幅提升;由于产品生产周期要求，行业内已有竞争者的产能也不会在短期内大量 增加;客户不可能在短期内大量更换供应商。
因此，从动态角度看，在专利到期后的一段时间内，本公司仍将是全球LBO 市场的领先者，未来几年全球LBO 市场的竞争格局、市场供求结构不会发生大 的变化，价格不会出现大幅波动。
5、LBO 产品在非专利区市场已有较好的销售
LBO 产品在欧洲、以色列、台湾、澳大利亚等非专利的国家与地区，处于
市场竞争状态。本公司LBO 产品在非专利区已有较好的销售，来自非专利区的 LBO 收入已占公司LBO 收入的15%左右。
6、本公司已与LBO 产品用户建立了长期、稳定、信赖的合作关系 本公司是全球知名激光器企业LBO 元器件的主要供应商。由于LBO 是固体 激光器的核心元器件之一，用户对LBO 产品质量要求高，用户对新供应商的认 证需要一段较长的时间;一般情况下，客户不会轻易更换供应商。 7、LBO 产品价格下降对毛利率及公司盈利水平的影响较小
近三年及一期，公司LBO 产品价格下降的同时，单位生产成本也在下降。 因此，报告期内，本公司LBO 产品价格下降不仅没有导致LBO 毛利率的下降， 反而随着公司销售规模的扩大，LBO 产品的毛利率还有所上升。2004 年,2007 年1,9 月，本公司LBO 产品价格从27.14 元,立方毫米降至21.50 元,立方毫 米，年均降幅为7.56%，但LBO 产品毛利率从75.01%上升到88.06%。 本公司预测，LBO 产品在专利权到期后，产品价格可能会有所下降。一是 由于激光技术应用范围的扩大，激光晶体元器件行业总体价格水平可能会有所下 降，二是由于公司技术进步、产能扩大、成本下降，价格具有进一步下调的让利 空间。但由于竞争对手产量上升、品质提高有一个较长的过程，因此，降价也将 会是一个逐步的过程。
根据与部分客户的沟通，本公司预计2008 年LBO 产品价格下调约10%;在 LBO 产品价格下调10%的情况下，若其他因素不变，预计对本公司利润总额的 影响在9%左右;若综合考虑LBO 及其他产品销量的增加、单位生产成本的下降， 2008 年LBO 产品价格的下降，对本公司利润总额的影响在9%以内。 三、产品价格下降风险
随着激光器产品生产规模扩大、应用普及和市场竞争，激光器的利润率将呈 逐步下降的趋势，作为上游配套元器件厂家的产品价格也将受到部分影响。近三 年及一期，本公司产品价格年度间有涨有跌，但从趋势而言，本公司主要产品销 售价格出现了小幅下降的情况，其中LBO 平均销售价格年平均下降7.56%(以 美元计价下降4.60%)，BBO 平均销售价格平均下降6.70%(以美元计价下降 3.63%)。如果本公司产品销售价格出现进一步下降的情况，可能对本公司盈利 能力造成不利影响。
四、募集资金投资项目风险
公司本次发行募集资金拟投资项目为非线性光学晶体元器件制造项目、激光 晶体元器件制造项目、激光光学元器件制造项目、新晶体材料及器件研发中心建 设项目等四个项目。募集资金拟投资项目与公司发展战略相匹配，募集资金投资 项目的实施将进一步提升公司相关产品生产能力及研发技术水平，对增强公司核 心竞争力具有重要意义。虽然本公司对募集资金投资项目进行了充分的可行性论 证，但由于公司本次募投项目投资金额较大，项目投产后产能扩充较大，如果出 现募集资金不能如期到位，募集资金投资项目实施的组织管理不力，募集资金投 资项目不能按计划开工或完工，募集资金投资项目投产后市场环境发生重大变化 或市场拓展不理想等情况，可能影响募集资金投资项目的实施效果。 针对以上风险，公司一方面将加强对募集资金投资项目的进度控制、成本控 制、质量监督及资金管理，另一方面将加强对国内外市场环境、技术发展趋势、
产品价格、原材料供应和工艺技术水平等方面的跟踪研究，针对项目完工后市场 容量、销售推广、产品价格等方面可能发生的不利变化，通过提高产品质量、拓 展市场、降低生产成本等措施来防范风险。
五、技术失密风险
本公司研发生产的产品科技含量较高，关键生产工艺和软件技术系本公司独 创，专有技术多处于行业领先地位，如果出现技术信息失密将给公司技术研发、 生产经营带来不利影响。
公司建立了完善的保密制度及严格的资料流转制度;与相关管理人员、技术 人员签订了技术保密责任书，以减少人员流动造成信息失密;加强了专有技术监 管。
第六章 业务与技术
一、主营业务
(一)主要业务及主要产品
本公司主营业务属于光电子产业中的信息功能材料行业。本公司主要从事光 电子晶体材料及其元器件的研发、生产和销售，主要产品是LBO(三硼酸锂)、 BBO(低温相偏硼酸钡)、KTP(磷酸钛氧钾)等非线性光学晶体元器件，Nd:YVO4 (掺钕钒酸钇)等激光晶体元器件，以及激光光学元器件。产品用于激光应用领 域，其中主要用于固体激光器制造，是激光系统的核心元器件。 2006 年，本公司主要产品LBO、BBO、KTP 等非线性光学晶体元器件的销 售收入约占本公司营业收入的70%，Nd:YVO4 等激光晶体元器件的销售收入约
占目前本公司营业收入的19%。
本公司及其前身开发公司、福晶有限自1990 年开始，一直从事非线性光学 晶体、激光晶体及元器件的研发和生产，是全球领先的非线性光学晶体制造企业。 (二)主营业务的形成
本公司主营业务源自于物构所1990 年设立的福建晶体技术开发公司(简称 “开发公司”)。开发公司是物构所实施科研成果产业化基地，承担了物构所获得 专利的LBO、BBO 等高科技产品的产业化工作。2001 年10 月，在开发公司改 制为福晶有限时，物构所将LBO、BBO 的专利评估作价投资入股到福晶有限。 自2001 年以来，本公司对非线性光学晶体和激光晶体的生长、加工进行了 持续的研发，形成了独立的研发能力。在晶体生长方面，本公司开展了晶体生长 的工程技术研究，完善了原有的熔盐法、提拉法和水溶液法等多种晶体生长工艺 技术，提高了晶体生长效率和质量，使晶体生长技术持续保持国际领先水平;其 中LBO 晶体生长技术取得突破性进展，利用新技术，生长出大尺寸、高光学均 匀性的有晶面LBO 晶体，LBO 的生长周期由原来的6 个月缩短到3 个月。另外， 本公司自主开发了处于国际领先水平的优质、大尺寸Nd:YVO4 的生长技术。 在晶体加工方面，公司引进多台具有国际先进水平镀膜设备，自主开发出镀 膜软件，自行设计出多种满足客户应用要求的晶体元器件膜系及制备工艺，优化 了离子束辅助沉积、离子束溅射沉积、电子束蒸发等晶体镀膜的技术，使公司晶 体元器件镀膜技术达到国际先进水平。
在新产品开发方面，近年来公司自主开发出非线性光学晶体BIBO(硼酸铋)、 激光晶体Nd:GdVO4 等晶体，以及蓝光、绿光晶体组件和激光光学元器件等新产 品。
通过多年的努力，本公司在承继原有技术的基础上，通过产品的深加工，形 成了完整的“产品研发—晶体生长—冷加工—镀膜”产业链，提高了公司综合竞争 能力。
二、行业基本概况
(一)行业的基本概念
1、光电子技术及其产业
光电子技术是利用光波作为信息和能量载体的技术，是光技术与电子技术的 结合和扩展。光电子技术是人类社会继电子技术、微电子技术之后，推动人类科 学技术发展的重要新技术。光电子产业是以光电子材料、激光器为基础的高新技 术产业。光电子产品应用领域主要包括光通讯、光计算机、激光印刷、激光医疗 等，是信息社会的基础。
2、激光
激光是指物质受辐射而产生的光，具有良好的单色性、相干性和方向性，其 特性用波长(λ)或者频率表示。根据波长的不同，激光可分为红外激光(波长 范围为1mm,760nm)、可见激光(波长为范围760nm,380nm)、紫外激光(波 长范围为380nm,10nm)。下图为红外到紫外的光谱区域图:
激光作为具有高亮度、高方向性、高质量等优异特性的新光源，已成为一种 新的技术和手段，广泛应用于工业、医疗、科研、信息通讯等各个领域。 目前激光器输出的波长种类有限，仅是光谱区域中有限的个别“点”。为扩大 激光的应用领域，需要开发多种不同波长的激光。
3、激光器
(1)激光器结构
激光器是产生、输出激光的设备，是激光及其技术应用的基础。激光器主要 由泵浦源(激励能源)、激光工作物质和光学谐振腔等三部分组成。泵浦源是为 工作物质产生激光提供能量，主要有光能源、电能源等，如泵浦灯、激光二极管 (LD)等;激光工作物质是激光器的核心，是能够产生受激辐射的物质，如激 光晶体、半导体、二氧化碳、液体等;光学谐振腔是激光器的重要部件，由腔镜 等激光光学镜片组成，能使受激辐射的光在光学谐振腔内多次往返、维持振荡， 并最终实现激光输出。
激光系统是由激光器、电子控制系统及相关设备组成的能够发射激光的设备 系统。
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(2)激光器的分类
不同激光工作物质能够产生不同波长的激光，为此人们需要研制各种激光工 作物质，以适应各种应用领域的需求。
按照激光工作物质类别的不同，可将激光器分为气体激光器、液体激光器、 固体激光器、半导体激光器等;按照波长的不同，一般可以将激光器分为红外激 光器、可见光激光器和紫外光激光器等。
(3)固体激光器
固体激光器是以激光晶体等固体材料作为激光工作物质的激光器。 固体激光器的主要优点是:激光质量稳定、峰值功率高、结构紧凑、运转可 靠、使用方便等，因此被广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究等各领域，是 未来激光器的主要发展方向。
固体激光器主要由激光工作物质(主要是激光晶体)、泵浦源、光学谐振腔 等部分组成。固体激光器的泵浦源主要有灯泵浦、半导体激光器泵浦等方式。 以半导体激光器(激光二极管)作为泵浦源的固体激光器，称为全固态激光 器。相对于一般固体激光器而言，全固态激光器具有体积小、重量轻、效率高、 性能稳定、可靠性好和寿命长等优点，是固体激光器中发展速度较快的产品。 非线性光学晶体和激光晶体元器件，主要应用于固体激光器(含全固态激光 器)中。
4、光电子晶体材料及其元器件
晶体是指原子、离子或分子在空间做长程有序的排列，并形成一定的点阵结 构的物质。采用人工方法合成的晶体，称为人工晶体。人工晶体按照功能不同， 可粗略分为激光晶体，非线性光学晶体，光学晶体，双折射晶体，闪烁晶体，电
光、磁光、声光调制晶体，半导体晶体，光折变晶体，压电晶体，红外探测晶体 等。
光电子晶体材料，是指对光电信息具有发射、接收、传输、处理、显示和存 储等功能的晶体材料，包括激光晶体、非线性光学晶体、闪烁晶体、电光晶体、 压电晶体等。
光电子晶体元器件，是用光电子晶体材料经过切割、抛光、镀膜等工序制造 成的具有特定功能的元器件。广义的光电子晶体或光电子晶体材料，也包括了晶 体元器件。
5、激光晶体
激光晶体是指受激辐射后能够发射出激光的人工晶体。激光晶体元器件是固 体激光器中的激光工作物质和核心元器件之一。激光晶体由基质晶体和激活离子 两部分组成。基质晶体主要是为激活离子(发光中心)提供一个合适的晶格场; 激活离子是掺杂在基质晶体中的镧系等化学元素离子。
固体激光器输出的激光波长，取决于激光晶体中的激活离子。不同的激活离 子，产生不同波长或不同种类的激光。
6、非线性光学晶体
激光器的工作波长是固定的，且激光工作物质种类有限，而不同的激光应用领域，需要不同波长的激光，这就限制了激光的应用和普及。因此，为满足各种 激光应用领域的需要，科研人员一直在寻找丰富激光波长的途径。 非线性光学晶体具有非线性光学效应。当入射激光在非线性光学晶体中传播 时，会发生激光的“频率转换”或“变频”，即输出激光的波长与入射激光的波长不 同，从而产生新波长的激光。由于非线性光学晶体具有频率转换的作用，从而具 有将激光工作物质发出的基频激光，变频为多种其他波长激光的作用，从而丰富 了激光的波长，拓展了激光的应用领域，满足了人类对多种波长激光的需求。非 线性光学晶体也由此而具有较大的商业价值。
非线性光学晶体元器件在各类激光器中用于产生新波长的激光，目前最主要 用于固体激光器(含全固态激光器)中，是激光器(主要是固体激光器)产生非 基频激光的核心元器件。目前应用最广泛的非线性光学晶体有LBO、BBO、KTP， 其中LBO、BBO 为物构所于20 世纪80 年代发明并获得专利。 7、非线性光学晶体与激光晶体的特性分析
仅应用激光晶体元器件的激光器产生的激光，是基频激光。由于激光晶体种 类有限，导致其产生的激光的波长种类有限、应用范围受限。
激光器在应用非线性光学晶体后，由于非线性光学晶体对基频激光的倍频、 混频作用，可以产生多种波长的激光，拓宽了激光的应用领域。与仅用激光晶体 的固体激光器相比，应用了非线性光学晶体的固体激光器具有以下优越性: (1)可以输出多种波长的激光，丰富了激光的波长。
(2)拓展了激光的应用领域，优化了激光应用的性能，如在激光加工领域， 使激光加工得以向更高精度超微方向发展，极大地推动了激光技术在工业加工上 的进一步应用。随着激光技术不断地向高功率、短波段方向发展，非线性光学晶 体将发挥越来越重要的作用。
同时，非线性光学晶体还具有优良的电光效应，可用于制造Q 开关、相位
调制器、电光偏转器等。这些光电子元器件的应用，提高了激光器的性能，扩大 了激光的应用范围，促进了激光技术的应用和发展。
以常用的红外固体激光器为例，仅用激光晶体和用非线性光学晶体产生的激 光的差异如下:
(二)本公司主要产品的应用范围
激光晶体和非线性光学晶体及其元器件是光电子产业的重要基础材料，是固 体激光器发出激光、激光频率转换的核心元器件。 1、本公司产品的应用范围
2、本公司主要产品的特性及应用情况:
3、公司主要产品在激光器制造中的重要性
目前能够实现批量商业化用于激光变频的非线性光学晶体元器件主要有3 种，即LBO，BBO 和KTP。其中LBO 主要用在高功率532nm 绿光,355nm 紫外 及473nm 蓝光激光器;BBO 主要用于宽调谐OPO 激光器，超短脉冲倍频激光器， 四倍频266nm 和五倍频213nm 等激光器;KTP 主要用在中、低功率532nm 激光 器的制造及近红外输出OPO 等激光器。目前市场上上述三种产品占非线性光学 晶体元器件的比例超过80%以上。
固体激光器制造中使用的激光晶体元器件，目前主流产品是Nd:YAG 和 Nd:YVO4 两种。Nd:YAG 固体激光器主要由灯泵浦，Nd:YVO4 固体激光器主要 由二极管泵浦。根据BCC在2004 年1 月发表的《RGB-292 Solid State, Gas and
Dye
Lasers: Outlook for the Future》中二极管泵浦的固体激光器增长数据，结合近年 来二极管泵浦的固体激光器市场需求快速发展现状推算，2006 年Nd:YAG 晶体 元器件占激光晶体产品的市场份额约50%，Nd:YVO4 晶体元器件约占30%，随 着全固态激光器应用的普及，预计未来Nd:YVO4 的市场份额将继续扩大。 在Nd:YVO4+KTP 胶合晶体诞生之前，小型绿光激光器采用分立Nd:YVO4 和KTP 结构，存在结构复杂、装配不便、制造成本高等缺点。Nd:YVO4+KTP 胶合晶体的诞生，实现了低功率小型绿光激光器的大规模商业化制造，大大降低 了小型绿光激光器的生产成本，因此，引导出包括绿光激光笔、激光舞台灯光等 许多新的消费应用市场，使需求快速增长。
4、本公司产品的产业链
请参见本章附图 1。
(四)市场容量
1、全球固体激光器的市场需求
(1)固体激光器的应用范围
固体激光技术在工业、医疗和科研等领域得到广泛的应用:?在工业领域， 切割、打标、焊接、微加工等激光加工成为改造传统技术的一条重要途径。?在 医疗领域，固体激光治疗仪已广泛应用于几乎所有医学专科，成为提高医疗技术
和人类健康水平的重要途径。?在科研领域，广泛应用于激光等离子体、激光分 离同位素、化学动力学等方面。以大功率半导体激光器(LD)为泵浦源的蓝、 绿全固态激光器，正在逐步取代部分传统的气体激光器。
(2)全球激光器的市场需求情况
据美国BCC 公司的统计，2005 年，在激光的应用中，工业领域约占60%， 医疗领域约占20%，科学研究及其它领域约占20%。近年全球激光器及固体激 光器的市场情况如下:
根据美国专业激光杂志《Laser Focus World》的统计，2004 年、2005 年、 2006 年全球价格较高的中高功率商用固体激光器(激光系统)(不含低功率以 及军用、科研用固体激光器)的数量分别为31,573 套、33,170 套和35,175 套， 年均增长率6%。另外，随着激光器向民用化市场发展，中小功率固体激光器市 场容量将更大，其增长速度更快。
固体激光器的需求增长，直接带动光电子元器件的需求增长。由于光电子晶 体元器件有一定的使用寿命，激光晶体和非线性光学晶体元器件的消耗量要远高 于新生产的激光器台数。
2、非线性光学晶体的市场需求
(1)主要非线性光学晶体及其应用范围
二十世纪70 年代，研究人员发现了KTP 等晶体具有非线性光学性能，美国 Dupont 公司对KTP 实现了工业化应用，KTP 是目前使用数量最多的非线性光学 晶体。由于KTP 的抗激光损伤阈值较低，主要应用于中低功率的激光器中，是 通过二倍变频产生绿光光源的最佳非线性光学晶体之一。
二十世纪80 年代，物构所发明了BBO 和LBO 晶体。BBO 晶体输出激光波 段扩展到了深紫外，通过二倍频、三倍频、四倍频甚至五倍频，能实现波长从 1064nm 到532nm、355nm、266nm、213nm 的转换，是目前产生深紫外激光的 最佳非线性光学晶体之一。
LBO 除具有优良倍频、三倍频等功能外，还有很高的抗激光损伤阈值、激 光发散角小等特点，可用于制造大功率、高质量激光器;在高功率的532nm 和 355nm 固体激光器制造领域，LBO 一直占据主导地位;利用LBO 倍频输出的红、 绿、蓝三基色激光，是实现大屏幕彩色激光显示器(含激光电视)商业化的重要 基础之一。
(2)非线性光学晶体的市场需求
非线性光学晶体目前主要应用于固体激光器中。随着固体激光器应用领域的 扩大和使用量的增加，非线性光学晶体材料的应用正在不断扩大。同时，随着非
线性光学晶体技术的发展和人们对新波长激光需求的不断增长，采用非线性光学 晶体材料的固体激光器也在不断增长。
根据美国BCC 公司的统计，全球非线性光学晶体材料2006 年需求量约1.7 亿美元，其中LBO 及BBO 的需求量为2,090 万美元，KTP 需求量为5,230 万美 元，预计未来三年LBO 和BBO 年均增长率约为18.70%，KTP 年均增长率约为 17.00%。
随着人们对不同波长激光需求的不断增加，非线性光学晶体的需求将持续地 增长。LBO、BBO 虽然已应用了十余年，但仍然处于发展上升阶段。随着光电 子技术成为21 世纪的支柱产业之一，未来市场对非线性光学晶体的需求将越来 越大。
3、激光晶体的市场需求
经过研究人员的长期试验、寻找，可有效使用的激光晶体仅约20 种，其中 应用较多的有Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)、Nd:YVO4(掺钕钒酸钇)、Cr3，:AL2O3 (掺铬氧化铝，即红宝石)等。
Nd:YAG 是较早发现的激光晶体，由于它具有许多优良特性，成为目前应用 最广泛的激光晶体。
Nd:YVO4 是发展潜力很大的激光晶体。与Nd:YAG 相比，Nd:YVO4 具有对 泵浦光较高的吸收系数和更大的受激发射截面，与KTP 配合使用，能够获得较 好的倍频转换效率，适用于中低功率全固态固体激光器。
固体激光器是激光器的主要发展方向。随着激光技术应用的普及、固体激光 器的应用领域的扩大和使用量的增加，激光晶体的用量也将不断扩大。 (五)行业竞争格局及主要生产企业
1、非线性光学晶体行业市场竞争情况
(1)行业竞争格局
我国是非线性光学晶体研究最早的国家之一，晶体生长技术处于世界领先水平，已涌现出近30 家光电子晶体材料生长或加工企业，其中本公司是全球规模 最大的LBO、BBO 非线性光学晶体及其元器件的生产企业，在非线性光学晶体 的生长方面处于全球领先水平。除本公司外，国内拥有完整产业链的企业极少， 整体加工水平落后于欧美企业。
经过近二十年的发展，LBO、BBO 形成了以本公司为主导，俄罗斯、德国、 以色列、美国等国的企业共同参与的市场竞争格局。
(2)主要生产企业
国际上主要的非线性光学晶体元器件生产企业约20 家。除本公司外，LBO 产品的主要供应商有:Cristal Laser (法国)、Raicol Crystals (以色列)、EKSMA (立陶宛)、澳门(宇星)科腾光电企业制造有限公司。
除本公司外，BBO 产品的主要供应商有:Cleveland Crystals(美国)、Inrad (美国)、EKSMA(立陶宛)、澳门(宇星)科腾光电企业制造有限公司等。 除本公司外，KTP 的主要供应商有:Raicol Crystals (以色列)、Cristal Laser
(法国)、EKSMA(立陶宛)等。
2、激光晶体行业市场竞争情况
(1)行业竞争格局
中国和美国是全球激光晶体的主要生产国。我国激光晶体的研究和生产水平 处于国际先进水平，是全球主要的激光晶体材料生产国之一。
美国的VLOC、Northrop Grumman Synoptics 等公司，是大型激光晶体企业， 加工技术和产品品质处于世界先进水平。
本公司是全球最早开展 Nd:YVO4 批量生产的企业之一。目前，本公司已成 为全球规模最大的Nd:YVO4 晶体元器件生产企业。在产品质量方面，本公司的 Nd:YVO4 产品以精确的掺杂浓度控制、独特的内部低吸收率及先进的镀膜技术 进入全球主要激光器供应商行列。
Nd:YVO4 晶体与KTP 等非线性光学晶体配合使用，能够达到较好的倍频转 换效率。本公司是全球规模最大的Nd:YVO4，KTP 胶合晶体生产企业。 (2)国内主要生产企业
除本公司外，国内激光晶体的主要生产企业有北京雷生强式科技有限公司、 成都东骏激光有限责任公司、山东中晶光电子公司、福建华科光电有限公司等。 国内晶体企业中，除本公司外，较少企业拥有完整的激光晶体生长、加工和器件生产、检测能力等完整产业链。
(六)进入本行业的主要障碍
非线性光学晶体和激光晶体元器件产品是制造固体激光器的核心元器件之 一。进入本行业的主要壁垒有品牌、技术、规模、人才等，具体如下: 1、品牌壁垒
晶体元器件与激光器性能、质量的匹配和稳定，需要经过较长时间的验证， 随意更换晶体元器件供应商，将使激光器企业面临较高的产品质量风险。为保证 产品质量的稳定性，激光器制造企业一般不会轻易更换晶体元器件供应商，上游 与晶体元器件供应商建立有长期、稳定的合作关系。
2、技术壁垒
光电子晶体材料及其元器件的生产，是晶体生长、晶体切割、晶体抛光、晶 体镀膜及产品检测等多种学科、多种复杂加工工艺的集成，各环节均有较高的技 术要求，任何一个环节的技术缺失都会影响终端产品的质量，存在较高的技术壁 垒。
3、规模壁垒
光电子晶体材料在生长过程中，需要配置以铂金、铱金为材料的生长坩锅; 在晶体的后续加工中，元器件加工及检测设备昂贵，造成小批量产品和大批量产 品的单位成本差异较大。只有行业内规模较大的企业才可能配置齐全的各类设 备。这也是导致国内企业晶体生长能力较强而加工实力薄弱的原因。因此，本行 业存在生产规模壁垒。
4、人才壁垒
光电子晶体材料行业是当今科学技术的前沿，需要配备晶体结构、物理化学、 电子学、光学等多学科的高级专门人才，以及众多的抛光、镀膜工艺中的高素质 技工人才。这些人才的培育需要较长的周期。这给新进入本行业者构成了较高的 人才壁垒。
(七)影响行业发展的主要因素
1、影响本行业发展的有利因素
(1)国家产业政策支持
光电子产业将成为21 世纪的支柱产业之一，其发展和应用已成为衡量一个 国家高科技发展水平的主要标志之一。《国家“十一五”科学技术发展规划》提出，光电子与激光领域是我国在高新技术产业化重点发展的领域之一。《国家中长期 科技发展规划(2006-2020)》中，将“新一代信息功能材料及器件”作为重点攻 关科研领域鼓励并支持优先发展。
2007 年1 月国家发展和改革委员会等部委发布的《当前优先发展的高技术 产业化重点领域指南(2007 年度)》中，将“新型微电子和光电子材料与器件、 光通信和光网络用光电子材料与器件、光子晶体材料与器件”，作为我国当前优 先发展的高技术产业化重点领域。
(2)广阔的产业发展前景
光电子技术集成了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学 技术等多学科的科研成就，是电子技术与光子技术的综合运用，是具有强烈应用 背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技都具有重要的战略意义。 光电子晶体元器件行业，属于光电子产业的基础材料行业，本公司产品是光 电子产业的基础材料和激光系统的核心元器件之一，拥有巨大的发展前景。 (3)我国将成为光电子晶体材料的重要生产基地
我国光电子晶体行业起步较早，基础研究处于领先地位，具有较好的发展基 础。
在光电子晶体元器件生产中的光学冷加工属于高素质技能的劳动密集型产 业，需要经专业培训的高级技工。与发达工业国家相比，我国劳动力成本较低。 这有利于全球光电子晶体材料产业向中国转移，有利于我国光电子晶体材料产业 的发展。
2、影响本行业发展的不利因素
本行业的发展，依赖于激光应用的普及和应用领域的拓展，依赖于各地区的 整体工业化水平的提升。另外，本行业产品主要是非标准化的定制生产，产品规 格型号多，影响了大规模批量化生产方式的实现。
(八)行业特征
非线性光学晶体和激光晶体等光电子晶体元器件产品是制造固体激光器的 核心元器件。本行业的主要特征有:
1、技术密集型
光电子晶体元器件行业涉及物质微观结构研究、合成、晶体生长、晶体加工 等多个环节，是结构化学、材料科学、物理光学、薄膜光学、表面固体物理学等多个学科的交叉应用学科，具有较高的技术门槛。
2、资金密集型
本行业的生产，需要配置以贵金属为材料的生长设备，高端产品需要配置大 型高精度加工设备和镀膜设备，资金需求规模大，投资起点高。 3、小批量、多规格订单生产模式
固体激光器是由泵浦源、激光晶体、非线性光学晶体、光学谐振腔等部件组 成。不同性能和用途的激光器，对激光器各部件的性能及其组合方式的要求也不 同。这导致光电子晶体元器件型号规格多、产品个性化强，要求的生产模式是小 批量、多规格的非标准产品订单生产模式，单件产品生产成本高，如能实现规模 化批量生产，则可以有效降低单位产品成本。
4、高技能员工的劳动密集型
光电子晶体元器件生产中的晶体生长、晶体冷加工和镀膜，需要大量高素质 的技工人员，特别是合格的晶体抛光技工人员的培养需要长达1,3 年的时间。 5、产业带动性强
光电子产业链具有明显的喇叭型特征:从晶体元器件到激光器，再到下游产 业，市场容量呈几何级数增加。光电子晶体元器件行业在光电子产业价值链中虽 只占较小比例，但由于是固体激光器技术链的的源头，对整个光电子产业具有巨 大的带动作用。
6、产品精度要求高
本公司产品应用于固体激光器中。由于晶体元器件工作在非常高的光功率密 度下，对产品的通光表面精度要求高，经过抛光、镀膜等工序后的产品表面粗糙 度要求达到原子级水平。
(九)本行业与上、下游行业之间的关联性
1、本行业与上游行业的相关性
光电子晶体生产的主要原材料是普通化学原料，如硼酸、碳酸锂、碳酸钡、 氧化钇、氧化钕等。这些原料价值较低、供应渠道广。本公司对这些化学原料的 采购规模较小，但对其纯度要求较高。
2、本行业与下游行业的相关性
非线性光学晶体和激光晶体元器件产业的下游行业是固体激光器。激光器、 激光技术研究及应用情况，对本行业发展有重大影响。随着激光技术在各应用领域逐步扩大，各行业对激光器应用需求的增长，必将带动非线性光学晶体和激光 晶体材料行业的持续快速发展。
(十)行业技术状况及发展趋势
1、行业技术状况
我国在光电子晶体材料领域具有传统优势，在非线性光学晶体材料研究方面 一直保持国际领先地位。但在激光器制造、激光技术应用等方面，与发达国家和 地区相比，我国尚有一定的差距。我国多数光电子晶体元器件企业的抛光、镀膜 等加工技术相对较落后。另外，我国光电子晶体元器件产品的工程化、标准化较 落后，制约了高性能激光器的制造及其在各行业的应用。
2、行业技术发展趋势
(1)激光器技术的主要发展趋势:
1)向高功率、高光束质量、高可靠性、长寿命、超短脉冲、多种激光波长 的方向发展;
2)向全固化、结构紧凑、体积小的方向发展;
3)向医疗、先进制造等应用领域发展;
4)向激光显示(含激光电视)、激光舞台灯光、激光测量仪器等民用化方 向发展。
(2)为适应激光器技术的发展方向，本行业的发展趋势是:
1)对现有晶体材料进行改性，提高产品品质，满足高端需求
通过改进晶体生长技术、工艺，开发出优质大尺寸晶体材料及元器件;通过 加工工艺的完善，提高晶体元器件抗激光损伤阈值等性能;改造现有的成熟晶体， 提高性能，满足固体激光器对高功率、高光束质量、高可靠性、长寿命的需求。 2)开发新功能晶体
随着激光技术应用范围的扩大和应用功能的开发，研制能产生其他波段的激 光晶体，满足对多种激光波长的需求;改造现有非线性光学晶体元器件，开发其 它新的应用领域。
3)大批量民用化产品的开发
加强对非线性光学晶体和激光晶体元器件的工程化、标准化研发，实现产品 的规模化、低成本生产，满足激光显示、激光舞台灯光、激光测量仪器等民用领 域对激光器的需求。同时加强对元器件的组件、模块化研发，提高激光器的生产效率，降低生产成本。
(十一)主要出口市场的有关情况
本公司产品主要出口到美国、德国、日本等激光技术应用先进的国家和地区， 2006 年，产品出口收入约占营业收入的83%，其中出口美国的收入约占本公司 营业收入的54%。
本公司非线性光学晶体产品技术水平达到国际领先或先进水平，是全球固体 激光器制造企业最主要的供应商，具有较强的市场竞争力，在国际上竞争对手较 少。美国等主要出口市场未针对本公司产品制定禁止进口或非关税壁垒等进口限 制政策。本公司产品在全球尚未出现过重大贸易摩擦事件。
三、本公司的竞争地位
(一)本公司竞争优势
本公司是全球领先的非线性光学晶体和激光晶体制造商，主要竞争优势是: 1、品牌优势
本公司及其前身是全球非线性光学晶体和激光晶体元器件主要的供应商之 一。通过十多年的发展，本公司产品已被Spectra-Physics(美国)、Coherent(美 国)、Rofin-Sinar(德国)等全球各大激光器公司广泛采用，本公司与客户建立 了良好的合作关系，有一批长期稳定的核心客户，在客户中享有良好的声誉。公 司品牌“CASTECH”已在全球激光界树立起高技术、高品质、优质服务的市场形 象，被业内誉为“中国牌晶体”。
2、技术优势
公司拥有国际领先水平的晶体生长技术和国际先进水平的晶体加工技术，公 司已由原来单一的晶体生长技术优势，发展为原料配方、晶体生长、加工、镀膜 及品质保证管理等各环节生产技术集成的综合技术优势。具体如下: (1)晶体生长技术优势
A、独有的原料组份配方。公司研发人员根据物质结构理论，经过无数次试 验，总结出特有的晶体生长原料组份配比，并对原料进行特殊的化学合成预处理， 使晶体在提高生长速度的同时，能够保证不产生晶体的宏观和微观缺陷。这是公 司能高效生长出高品质晶体并加工为高品质元器件的基础。
B、自行设计和制造生长设备。优质晶体需要特殊的生长环境。本公司晶体生长主要设备是公司科研人员根据不同晶体生长特性而自行设计制造的。公司具 有自行设计制造晶体生长设备以创造优质晶体生长所需环境条件的能力，难以被 其他企业摹仿。
C、特有的生长工艺。晶体生长工艺包括温场设计、溶液处理、籽晶制作、 下种方式、温控、出炉退火等工艺环节。本公司现有的晶体生长工艺是科研人员 用近十多年时间不断探索、积累得来，形成了公司特有的晶体生长工艺。 D、优良的晶体质量。本公司生长的晶体材料具有内部质量好、尺寸大、有 晶面、晶体利用率高等特点，且生长周期短，晶体生长技术处于全球领先水平。 (2)抛光技术优势
抛光的目的是获得高光洁度的通光表面，使元器件表面具有高反射率、高面 型精度、低粗糙度等功能。本公司拥有了国际先进的抛光加工设备，通过对晶体 结构的分析，研制出独有的抛光液配方。本公司拥有一支掌握了抛光技术的专业 抛光技师队伍，产品表面质量控制精度达到0.5,2nm，处于国内领先、国际先 进水平。
(3)镀膜技术优势
镀膜技术涉及薄膜光学、表面固体物理学、微加工等多种技术，是衡量晶体 元器件制造水平的重要指标。本公司拥有多台世界先进水平的镀膜机，自主开发 了镀膜软件、自行设计晶体表面膜系及制备工艺，自主开发了离子束辅助沉积、 离子束溅射沉积、电子束物理气相沉积等镀膜加工工艺，并以MIL-PRF-13830B 为主要的镀膜工艺质量控制标准，产品的抗激光损伤阈值等性能达到国际先进水 平。
(4)品质控制和保障
近年来，本公司通过建立以MIL-PRF-13830B 质量标准为主的产品质量保证 体系、引进先进检测设备等手段，产品质量完全符合大型国际客户的需要，LBO 等主要产品品质保持着全球领先水平。
3、产业链优势
近年来，本公司在原开发公司晶体生长的技术优势基础上，加强了对晶体材 料的深加工，具备了国际先进水平的晶体加工能力，完善了“产品研发——晶体 生长——冷加工——镀膜”完整产业链，提升了公司产品的附加值，提高了公司 的综合竞争能力。
(二)本公司竞争劣势
本公司的主要竞争劣势是资本实力较小、产能不足。近年来，本公司虽在逐 步扩大生产规模，但产能仍难以满足市场需求。同时，公司的规模化发展受到资 本规模较小、生产场地不足、抗风险能力较弱的限制。因此，有必要通过上市等 途径，扩大公司的资本实力和产能规模，进一步提高抗风险能力和供货能力，提 升对客户的服务能力和综合竞争力。
(三)本公司市场占有率
1、近三年市场占有率情况
本公司是LBO、BBO 非线性光学晶体元器件、Nd:YVO4 激光晶体元器件以 及Nd:YVO4，KTP 胶合晶体等产品全球规模最大的制造商，是国内最大的KTP 非线性光学晶体元器件制造商。本公司近年主要产品全球市场占有率情况如下: .
注:(1)2004 年、2005 年、2006 年LBO、BBO 市场占有率数据，是根据美国BCC
公司于2005 年出版的《非线性光学材料和应用》(GB-117N)下游客户对LBO、BBO 使用
量统计推算得出。
LBO 产品2003 年、2004 年、2005 年、2006 年的市场占有率分别为53%、75.51%、55.93%、
56.54%。2004 年市场占有率较高，是2004 年本公司下游行业出现自美国“911”事件后的恢
复性快速增长、下游企业补充安全库存所致。
(2)KTP 的市场占有率数据摘自美国BCC 公司2005 年出版的《非线性光学材料和应
用》(GB-117N)。
(3)近3 年激光晶体Nd:YVO4 的市场占有率数据，是本公司根据专业激光杂志《Laser
Focus World》对全球固体激光器市场统计的数据推算得出。
(4)近3 年胶合晶体Nd:YVO4+KTP 的市场占有率数据，是本公司根据对下游客户使
用量的数据推算得出。
2、相关产品主要生产厂家概况
(1)激光晶体及非线性光学晶体主要生产厂家概况
?以色列的Raicol Crystals Ltd.:主要产品为KTP、LBO、RTP、KTA、PPKTP 等，KTP 类晶体生长技术领先，研发实力强，但成本高，产品种类较少。 ?立陶宛的EKSMA 公司:主要产品为BBO、LBO、KTP 等。 ?澳门(宇星)科腾光电企业制造有限公司:主要产品为LBO、BBO 等非 线性光学晶体。
?法国的Cristal Laser S.A,:主要产品为LBO 、KTP、RTP、KTA、PPKTP 等，KTP 类晶体生长技术领先，研发实力强，但成本高，产品种类较少。 ?美国的Inrad 公司:主要产品为BBO、KD*P、ZGP 及激光光学元器件， BBO 晶体生长技术先进。
?美国Cleveland Crystals, Inc.:主要产品为BBO、KD*P 及红外材料、激光 光学元器件等。
?美国的VLOC 公司，主要产品为Nd:YAG，Nd:YLF, Nd:YVO4,KNbO3,KTP
等，激光晶体生长技术领先。
? 美国Northrop Grumman Synoptics ， 主要产品为Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO4, KTP。
?美国的Coherent，主要产品为KTP，KTA。
(2)相关产品主要生产厂家市场份额概况
?LBO
(三)原材料及能源供应、采购情况
1、主要原材料及采购情况
本公司主要原材料包括化工原料和外购半成品。晶体生长所需的化学原料包 括硼酸、碳酸钡、碳酸锂等，晶体加工所需的辅助材料包括研磨砂、抛光粉和膜 料等。半成品为外购的晶体毛坯。
晶体生长用化学原料与晶体毛坯均在国内采购，加工用辅助材料80%以上从 国内厂家采购，部分从国外进口。
2、主要能源及供应情况
晶体生长与加工过程需要电力作为热量能源和动力，电力由当地供电局供 应。
3、主要原材料及能源占成本的比重
本公司原材料及电力占生产成本情况如下表所示
报告期内，本公司原材料成本占生产成本的比例逐年下降的原因是:(1) 公司通过优化生长技术和工艺，提高了晶体毛坯成品的重量和质量，晶体毛坯利 用率以及后续加工的成品率得到提高，降低了原料成本占生产成本的比例;(2) 近年公司加工的晶体毛坯中，自产比例增加，外购比例下降;(3)公司产能规 模扩大，降低了产品的单位变动成本。
4、采购模式
本公司严格按照ISO9001 管理体系执行采购制度。生产系统各部门提出采购 需求后，采购专员分批从合格供应商处购买原材料。采购的原材料需通过第三方 检测和试产两个环节，有效保证原料的纯度和产品品质的稳定。 5、前5 大供应商情况
本公司向前5 名供应商采购原材料情况如下:
(四)产品销售情况
1、产品的主要客户群体
本公司产品是固体激光器的核心元器件，主要消费群体是全球固体激光器制 造商，如美国Spectra-Physics 及Coherent、德国ROFIN-SINAR、瑞士TRUMPF、 日本三菱电机等国际大型激光器公司，以及国内的长春新产业、大族激光等公司。 2、产品销售方式
本公司产品销售方式以直销为主，代销为辅。直销主要是针对大型工业客户 或尚未设立代理商地区的客户。代销是通过在特定的服务区域设立非独家代理商 5、主要销售市场
本公司产品国际市场的主要区域为美国、德国、日本等工业发达国家和地区。 其中，美国是本公司最大的销售市场，其次是德国和日本。近三年又一期主要销 售市场销售情况如下:
八、公司技术状况
(一)主要生产技术
自2001 年来，本公司在承继开发公司技术的基础上，通过持续自主研发， 形成了“设计合成、相图分析、晶体生长、结构分析、性能测试、缺陷研究、晶 体组件加工和元器件研究”等较为完整的综合研究与应用开发体系，具备了独立 的技术创新能力。目前，公司已经实现了对2000 年前LBO、BBO 等产品技术的 更新换代，同时自主开发出多种新产品，提升了晶体生长和加工技术。 本公司在晶体生长方面拥有齐备的晶体生长技术和设备，包括熔盐法、提拉 法、水溶液法等晶体生长技术，技术处于国际领先水平;在晶体元器件加工方面 拥有包括定向、切割、抛光、镀膜等一系列完整的加工技术与设备;在蓝光和绿 光晶体组件制备技术方面拥有蓝光晶体组件、绿光胶合晶体和绿光光胶晶体的加 工技术与设备，技术达到国际先进水平。
(二)主要产品技术水平情况
自2001 年以来，本公司通过独立研发，完成了下列技术成果:
1、LBO 晶体生长技术
本公司在承继原有专利技术的基础上，采取一系列创新工艺技术，将LBO 晶体的生长周期由原来的6 个月缩短至现在的3 个月，提高了生产效率;成功生
长出大尺寸、有晶面、低吸收LBO 晶体，外观好，利用率高，毛坯重量超过500 克，尺寸超过55mm×50mm×40mm，元器件尺寸达到30mm×30mm×20mm，利用 率超过80%;晶体元器件内部质量稳定，元器件光学均匀性达到10-6。本公司 LBO 晶体生长技术处于国际领先水平。
2、BBO 晶体生长技术
本公司成功改良了原有技术，生长出大尺寸BBO 晶体，单个毛坯重量由原 有技术下的600 克提升至1000 克;晶体内部质量稳定，元器件光学均匀性达到 10-6。本公司BBO 晶体生长技术处于国际领先水平。
3、KTP 晶体生长技术
本公司通过原料提纯、使用组合助熔剂、改进生长工艺等方法，目前已经能 够生长出无色透明的KTP 晶体，其性能达到国际先进水平。公司生产的高抗灰 迹KTP(HGTR,KTP)晶体，晶体尺寸达到17mm×40mm×50 mm，在30KW/cm2 的1064nm 连续激光器照射下，80 秒内晶体元器件的体吸收小于70ppm，1000 秒内小于85ppm。本公司KTP 晶体生长技术达到国际先进水平。 4、YVO4 晶体生长技术
本公司通过技术上的持续创新，成功掌握了大尺寸、高质量的YVO4 钒酸钇 晶体生长技术。公司研制出了φ42mm×42mm 的大尺寸YVO4 晶体，元器件光学 均匀性达到10-6。经福建省科学技术委员会组织的科技成果鉴定，认为“大尺寸 高质量钒酸钇晶体”达到国际领先水平。
5、Nd:YVO4 晶体生长技术
本公司成功解决了大尺寸优质Nd:YVO4 晶体生长难题， 研制出 φ40mm×46mm 的晶体毛坯，晶体毛坯利用率超过95%，毛坯整体Nd3+浓度偏差 小于7%，元器件光学均匀性达到10-6。2003 年，福建省科技厅组织专家进行成 果鉴定，认为“优质掺钕钒酸钇晶体生长及开发”项目的综合技术水平处于国际领 先地位。
6、晶体抛光技术
本公司在超光滑表面加工领域，尤其在光电子晶体超光滑表面加工领域已经 形成了强大的技术能力，自主开发了以化学机械抛光为代表的多种加工超光滑表 面的抛光技术。公司通过长期实践形成了独特的抛光液配方，形成了精细化、程 序化、作业标准化的工艺操作管理体系，提高了生产效率，保证了产品质量。公 司采用MIL-PRF-13830B 作为抛光产品的质量标准，已实现了光学元件高面形精 度、低粗糙度等超光滑表面的指标要求。公司抛光产品表面粗糙度可以达到0.5, 2nm。本公司抛光技术处于国际先进水平。
7、晶体镀膜技术
镀膜水平是衡量晶体制造商总体技术水平的一个重要指标。本公司具备的精 密光学镀膜技术，可使晶体材料获得极佳的光谱性能，如倍频双波长增透 R<0.1%，高反膜r>99.99%，这种镀膜效果运用传统生产工艺难以实现;膜层表 面光洁度与膜层附着力均达到MIL-O-13830B 标准;膜层损耗率低，镀膜表面光 损伤阈值达到1.34GW/cm2。用本公司建立的测试比较系统进行检测比较，在相 同条件下，比美国专业镀膜公司镀制的膜面抗激光损伤阈值高出40%;能在环境 发生变化时保持很好的稳定性，在高温60?，高湿>95%条件下，可实现交变测
试12 小时无损伤。本公司镀膜整体技术已达到国际先进水平。
8、元器件组件技术
元器件组件是元器件的发展方向之一。本公司成功地解决了Nd:YVO4+KTP 等绿光组合胶合件激光转化效率低、光束质量和工作稳定性差等问题。本公司元 器件组件技术处于国际先进水平。
(三)主要产品生产技术所处的阶段
本公司在非线性光学晶体、激光晶体及其元器件、胶合晶体(胶合组件)等 领域，均有投入大批量生产的产品。同时，公司注重技术创新与项目储备，力求 做到生产一代、储备一代、研究开发一代，形成了基础研究、中试、小批量生产、 大批量生产的梯度发展局面，为保持公司持续发展、技术领先奠定了良好基础
除主要产品的生产技术外，本公司还拥有的其它技术储备如下: (1)KD*P 单晶生长技术。本公司在福建省科技计划项目重点项目的资助 下，采用一系列创新工艺，用改进的水溶液法生长出了目前国内最大的KD*P 单 晶，口径为163mm×163mm，重量达12 千克，并成功解决了抗激光损伤阈值这 一关键技术难点。该技术处于国际先进水平。
(2)BIBO 晶体生长技术。本公司通过技术创新，成功克服了该种晶体熔 点低、熔体粘度大等技术难点，生长出的晶体毛坯重量可达233 克，利用率超过 50%，元器件光学均匀性达到10-6。该技术处于国际领先水平。
业务发展目标
一、总体发展计划
(一)制定发展目标的背景
以激光技术为基础的光电子产业是21世纪的支柱产业之一。固体激光器由于 具有光束质量高、寿命长、可靠性高等优点，是激光器的主要发展方向，在工业、 医疗、科学研究、军工等领域快速发展。发展多种激光波长，是激光技术的发展 方向，采用非线性光学晶体的变频方式，是获得多种激光波长的主要方式。因此， 随着激光技术应用的普及、市场对多种波长激光需求的增加和固体激光器的发展， 本公司非线性光学晶体、激光晶体元器件等产品将具有良好的发展前景。 光电子晶体材料生长及元器件加工是技术密集型行业。本公司是全球技术领 先的非线性光学晶体和激光晶体元器件企业，经过十余年的发展，公司已拥有品 牌、技术、市场、规模和成本等优势。光电子晶体产业是需要较高劳动技能的劳 动密集型行业，我国拥有发展光电子晶体行业的人才和劳动力成本优势。 因此，本公司面临良好的发展机遇，具备较强的承接发展机遇的基础。 (二)总体发展目标
基于以上判断，本公司制定了以下总体发展目标:以近十余年积累的技术、 品牌和市场为基础，利用光电子产业持续发展的机遇，以光电子晶体材料及元器 件为主导产业，加强研究投入，开发新型晶体材料，发展晶体生长技术，不断改 进和提高晶体元器件抛光、镀膜等加工技术，同时扩大产能规模，延长产业链， 持续提高综合竞争力，巩固公司在行业内的全球领先地位，努力将公司发展成为 全球非线性光学晶体和激光晶体元器件的最佳供应商。
二、2007 年,2009 年的发展计划
(一)经营目标
根据预测，未来一定时期本公司所处行业将保持两位数的增长速度。公司将 利用已建立的品牌优势、技术优势、管理优势和市场优势，抓住当前光电子晶体 行业发展机遇，通过持续的研发投入，开发新产品，优化生产工艺，提升产品品 质，扩大生产规模，延伸产业链，降低产品单位固定成本，提高产品性能价格比， 满足客户需求，扩大公司产品的应用范围，巩固公司在全球非线性光学晶体和激 光晶体行业的领先地位，实现公司稳步健康发展，为股东创造良好的投资回报。 (二)发展战略
1、技术领先战略
公司坚持“技术为先”的方针，加大人才和技术研究投入，以自身独立研发为 主，建设新晶体材料及器件研发中心，结合外部合作研发等多种方式，持续、深 入地开展新品种开发、技术创新、产品升级和工艺改进活动，形成“研发一代、储 备一代、生产一代”的阶梯发展模式，开发新材料、新产品，提高产品品质，降低 生产成本，保持公司在非线性光学晶体和激光晶体元器件领域的全球领先地位。 2、产品一站式服务战略
按照“材料——器件——组件”的产业路径，不断拓宽产品系列，优化产品结 构，从为客户提供产品设计开始，向客户提供以非线性光学晶体和激光晶体元器 件产品为主，晶体组件、激光光学元器件等多产品并举，为客户提供一站式服务，
提升公司的综合竞争力。
3、规模化战略
顺应光电子产业快速发展的市场需求，抓住国际光电子晶体产业向中国转移 的机遇，本公司将实施规模化的战略，进一步扩大生产经营规模，解决产能不足 的发展瓶颈。
4、品牌全球化战略
在保持现有美国、德国、日本等出口市场的基础上，积极开拓北欧、加拿大、 澳大利亚、韩国等新兴市场，进一步开发大型工业客户;通过在新兴市场建立代 理商制度，完善全球销售网络，进一步提高“CASTECH”品牌在业内的知名度。 (三)产品和研发计划
1、巩固、发展非线性光学晶体和激光晶体元器件产品
未来三年，公司将通过扩产、改进、开发新产品等方式，巩固非线性光学晶 体和激光晶体元器件产品主业，进一步扩大在非线性光学晶体和激光晶体材料、 元器件领域的领先优势。
本公司将继续通过发展大尺寸有晶面晶体的生长技术，改善生长工艺，提高 晶体加工技术等途径，实现LBO、BBO元器件质量的继续提升和生产成本的进一 步降低。针对市场需求持续扩大和现有产能严重不足的问题，尽快完成本次募集 资金投资项目的建设。
本公司计划根据市场需求增长情况，实现BIBO、特定掺杂浓度梯度Nd:YVO4、 Nd:YAG等产品的规模化生产;开发高损伤阈值的抗灰迹KTP晶体、红外非线性光 学晶体、蓝光晶体组件等新产品、新晶体，丰富产品系列。
2、加快发展激光光学元器件
为充分发挥本公司具有国际先进水平的光学加工、镀膜等优势和国内劳动力 成本优势以及市场优势，本公司计划扩大激光光学元器件生产规模，满足客户一 站式采购的需求，提高公司的客户服务能力和产品协同竞争优势。 3、积极培育新的增长点
本公司通过各种方式，积极介入新型发光材料、光显示器件和激光器整机系 统等下游领域，为公司培育新的增长点。
(四)人员扩充计划
随着公司产品系列的增加、生产规模的扩大，本公司将不断扩充员工队伍， 储备研发和管理人才。每年招收一批应届毕业的本科生、研究生和博士生，充实 研发和管理队伍;从现有团队中每年培养一批专业生产技师，根据生产需要，每 年补充一批技术工人，计划到2009年，员工队伍超过600人。
(五)市场开拓计划
公司将实施品牌全球化战略，巩固现有的美国、德国、日本等国际市场，积 极拓展其他工业发达国家和地区市场、发展中国家市场，完善国际销售网络，提 高售后服务水平，同时加大对国内市场的培育和开发，扩大市场的覆盖面和产品 的应用领域，提高产品市场份额。
(六)再融资计划
公司将采取多元化筹资方式，来满足未来发展规划的资金需求。在未来2,3 年内，本公司重点运用好本次募集资金，建设好本次募集资金的投资项目建设;
同时，公司将根据经营需要，合理利用银行贷款融资渠道，增加银行贷款，提高 资金的运用水平，确保股东利益最大化。
三、实现上述目标的假定条件及面临的主要困难
本公司拟定上述业务发展计划和目标，主要是基于以下假设条件: 1、本公司所处行业正常发展，没有出现重大不利因素;
2、本公司遵循的现行法律、法规和行业政策无重大变化;
3、本公司目前执行的主要税收政策无重大调整，税赋水平无大幅上升;
第十三章 募集资金运用
一、募集资金运用概况
(一)预计募集资金数额
根据本公司第一届董事会第七次会议及2007 年第三次临时股东大会审议批准 的《申请首次公开发行股票并上市的议案》等决议，本公司计划向社会公开发行
,750.00 万股，预计募集资金净额为 境内上市人民币普通股(A 股)不超过4
34,787.3875 万元。
(二)募集资金投资项目
本次募集资金在扣除发行费用后，将投资于以下项目:
(一)非线性光学晶体元器件制造项目
1、项目概况
本项目的主要内容是投资建设具有国际先进水平的非线性光学晶体元器件生 产线及配套设施，生产LBO、BBO 以及少量的KTP(磷酸钛氧钾)、BIBO(硼酸 铋)、KDP(磷酸二氢钾),KD*P(磷酸二氘钾)、LiIO3(碘酸锂)、LiNbO3(铌酸
锂晶体)等非线性光学晶体元器件产品。新增非线性光学晶体元器件429.00 万mm3/
年的生产能力，其中，LBO 晶体元器件292.00 万mm3/年，BBO 晶体元器件81.00
万mm3/年，其他非线性光学晶体元器件56.00 万mm3/年。
本项目已经获得福建省发展与改革委员会闽发改备[2007]K00016 号《福建省 企业投资项目备案表》。
2、项目产品的市场前景情况
(1)行业发展趋势及市场容量
随着激光技术应用的普及、市场对各种波长激光需求的增加和固体激光器的发 展，作为固体激光器核心元器件的非线性光学晶体的市场需求将持续扩大。LBO、 BBO 虽然已应用了十余年，但仍然处于产业成长初期。随着光电子技术成为21 世纪的支柱产业之一，未来市场对非线性光学晶体的需求将越来越大。 根据美国BCC 公司的统计，全球非线性光学晶体材料2006 年需求量约1.7 亿 美元，其中LBO 及BBO 的需求量为2,090 万美元，KTP 需求量为5,230 万美元， 预计未来三年LBO 和BBO 年均增长率约为18.70%，KTP 年均增长率约为17.00%。
(2)非线性光学晶体元器件现有产能及产销率情况
随着激光技术应用的普及和固体激光器的发展，作为固体激光器核心元器件的 激光晶体的市场需求正在不断扩大。2004 年、2005 年、2006 年全球价格较高的中
高功率商用固体激光器(激光系统)(不含低功率以及军用、科研用固体激光器) 年均增长率6%，民用市场中的中小功率激光器市场容量增长速度更大，且激光晶 体元器件的使用量要远高于新生产的激光器台数。
报告期内，公司激光晶体元器件(不含胶合晶体)的销售量由2004 年的107.62 万立方毫米，增加到2006 年的256.19 万立方毫米，年均增长率为69.03%。 本投资项目生产的Nd:YVO4 可用于制成直接输出近红外的固体激光器。 Nd:YVO4 加入变频晶体可制作输出从近红外、绿光、蓝光到紫外激光的多种类型 的全固态激光器，在机械、材料加工、波谱学、晶片检验、显示器、医学检测、 激光印刷、数据存储等多个领域得到广泛的应用。Nd:YVO4 制成的全固态激光器 正在逐步取代传统的水冷离子激光器和灯泵浦激光器的市场。
报告期内，公司Nd:YVO4 该类产品产能、产量以及销售量均以每年80%的速 度增长，预计未来仍将保持较高的增长速度。
Nd:YAG 主要用于大功率近红外固体激光器的制造，广泛应用于工业制造、材 料加工领域。Nd:YAG 产品应用已经几十年，同类产品中，目前占激光晶体市场 总量的50%。随着Nd:YVO4 应用技术的发展，虽然部分应用领域被Nd:YVO4 取 代，仍占有相当规模的市场份额，市场需求的绝对额还在维持增长。 本投资项目生产的Nd:GdVO4(掺钕钒酸钆晶体)具有较好的物理、光学、机 械性能，以其制造的激光器目前主要应用于科研领域。
本投资项目生产的胶合晶体元器件产品是激光晶体Nd:YVO4 和非线性光学晶 体KTP 通过紫外胶胶合形式制成的532nm 绿光激光器晶体组件。该组件在 200mwLD 泵浦下最高能产生10mw 以上的绿光，生产的激光器具有转化效率高、 使用方便和成本低廉等特点，广泛应用于激光指示、激光测量、激光舞台灯光等
领域。绿光胶合晶体组件是近年发展起来的新型产品。胶合晶体组件是激光器用 晶体元器件的模块化产品，是提高低功率固体激光器生产效率、降低生产成本的 有效途径。随着民用市场中低功率绿光固体激光器应用的普及，该产品目前处于 快速增长阶段，市场前景良好。
本项目增加产能的产品中，约68%是Nd:YVO4 激光晶体元器件产品。报告期 内，公司Nd:YVO4的销售量由2004 年的63.64 万立方毫米，增加到2006 年的212.74
万立方毫米，年均增长速度为117.14%。这是由于近年全球激光器市场中，全固态 激光器需求高速增长所致。按照公司过往3 年的增长速度预测，到2010 年本项目 达产时，公司新增Nd:YVO4 产品产能259 万立方毫米，仍将不能满足市场对 Nd:YVO4 产品的增长需求。
范文二：石英晶体元器件
晶体元器件
1. 晶体元器件发展趋势：
与半导体IC产品相同，晶体元器件的市场需求也在向着高精度、小型化、低耗电、
高可靠性方向发展。
2. MEMS/QMEMS
2.1 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)
定义：运用半导体的超精微加工技术制造的，集结了与机械、电子、光学、化学灯相关
的各种功能的元器件的总称。
是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。包括
表面微加工技术和体微加工技术。
硅是MEMS产品最主要的材料，主要产品为硅振荡器、传感器等。
其特点：微型化、批量化、集成化、多学科交叉性、机械电学性能优良。 2.2 QMEMS(QUARTZ+MEMS)
定义：具有高稳定、高精度等优越性能的QUARTZ和MEMS组合而成的。以石英为原料进行精微加工（光刻）并可以提供的小型化、高性能的晶体元器件被称为QMEMS。
2.2 MEMS与QMEMS对比
优点 缺点
硅为半导体材料，用硅制作器件时
可以将传感器及相关电路集成在同一基不同导电体之间会有漏电流，而且硅+MEMS 片上，使传感器的体积更小。 硅没有压电性，其激励和检测必须
用特殊的方式来完成。 石英可利用石英晶体的压电性，使其激励和不能将器件的相关电路集成在同一
+MEMS 检测变得更为方便，且其制作工艺简单。 晶片上。 具体选用哪种材料需要根据实际的应用情况来确定。
3．EPSON TOYOCOM
目前，EPSON TOYOCOM 提供三大类晶体器件，称之为3D 战略。
（1）时钟器件(Timing Device)
（2）传感器件(SensingDevice)
（3）光学器件(Optical Device)
前两种器件是Epson Toyocom 利用QMEMS 设计元器件，包括：
（1）音叉型晶体；
（2）以基波实现高频的HFF晶体单元；
（3）使用光刻技术实现的小型化蚀刻型晶体与振荡器；
（4）陀螺仪传感器(角速度传感器，2mm×2mm 的超小体积)，可检测出水晶振子的加
速度带来的频率变化。在温度特性和灵敏度上相比更具优势，动态检测范围比使用硅质的传
感器大。
3.1
下图显示了音叉型晶体单元的尺寸的变化趋势。从过去的20年中可以看出，体积从约150
33mm缩小到约1.5 mm，急剧下降到最初的1/100，小型化在不断进展。
问题：音叉型晶体小型化时，CI值(晶体阻抗:Crystal Impedance)会变大，难以获得良好
的发振特性。
方法：使用光刻工艺，通过形成H型槽的构造，实现小型化同时，也具有与以前的规
格同等的低CI值。
音叉型晶体单元
3.2 HFF
问题：提高晶体单元的频率时，机械加工使厚度变薄存在局限性。
方法：通过光刻工艺，只减少驱动电极附近的厚度，保持强度的同时，实现了在100MHz
以上的高频帯内的基频发振。
32.768 kHz晶体振荡器小型化的变化趋势
32.768 kHz晶体振荡器 3.3
陀螺仪是近代发展起来的一种角速率传感器，与传统的机械陀螺仪相比具有体积小、重
量轻、功耗低、寿命长、价格便宜、抗恶劣工作环境、易于实现数字化和智能化等特点，性
能可达到中等精度，迅速得到了广泛应用。陀螺仪能检测出测定旋转运动时所需的角速度，
即以时间为单位的角度的变化量的元器件。在现代科学技术中，不论基于何种原理，凡能感
测旋转状态的任何装置，一般都可称之为陀螺仪。
其核心单元是一个厚度为几百微米的z切石英音叉，音叉的表面和侧面配置有相应的驱
动和拾取电极。
应用了音叉型晶体单元的芯片构造。全面运用光刻技术，实现2 × 2mm的超小型单元，成为了小型并且具有高敏感度的陀螺仪传感器。
5.0×3.2mm
Epson Toyocom的角速度传感器由于使用了水晶为原料，所以即使周围温度发生变化，
灵敏度?零点输出也能保持稳定。
照相机的防抖补正是通过测试人的动作来进行补正的。
其基本原理是基于转动动力学的哥氏效应，产生并检测哥氏加速度，根据逆压电效应，
驱动叉指在驱动电压作用下作简谐振动，当敏感轴有角速度输入时，敏感叉指将产生哥氏力，
并且产生同频受迫振动。根据压电效应，敏感端将产生相应的电荷信号，对电荷信号进行检
测处理得到角速度信息。
4. MEMS
光刻加工是以晶圆为单位进行精微加工：
（1） 提高了加工的精度，实现了具有均一特性的超小型石英芯片。
（2） 形状不均可以控制到较小。
（3） 使在超小型领域内大幅度提高生产效率。
机械加工与光刻加工的对比：
2.0×1.6 mm规格的AT型晶体（26 MHz）的频率温度特性
定义：光刻是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺，在此之后，晶圆
表面会留下带有微图形结构的薄膜，被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的
岛状部分。
光刻工艺（硅片/晶片）：
表面平整的高深宽比结干法刻蚀构，加工成本高，速度(光、气、等离子体)慢
加工尺寸小，精度高，效率高，成本低，适于湿法刻蚀（HF+NHF）4加工微结构，但易产
生晶棱。
光刻机：
1. 河北神通光电科技有限公司
2. 成都真空机械厂
3. 巨力科技股份有限公司
4. 中国科学院光电技术研究所
5. 国营南光仪器厂
刻蚀：是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。所谓刻蚀，实际上是通过溶液、反应
离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称。
“光刻”是指在涂满光刻胶的晶圆（或者叫硅片）上盖上事先做好的光刻板，然后用
紫外线隔着光刻板对晶圆进行一定时间的照射，使部分光刻胶变质，易于腐蚀。
“刻蚀”是光刻后，用腐蚀液将变质的那部分光刻胶腐蚀掉（正胶），晶圆表面就显出
半导体器件及其连接的图形。然后用另一种腐蚀液对晶圆腐蚀，形成半导体器件及其电路。
5. 市场
我国晶体元器件行业已充分进入市场化竞争阶段，各企业面向市场自主经营，但其市场
中高低端产品的发展不均衡。高端产品主要应用于航天、航空、航海、兵器等技术领域，生
产具有品种多、批量大的特点，其生产企业不过一二家，产品的毛利率普遍偏高。中低端产
品毛利率低，新产品的开发相对滞后。
在国际市场方面，日本占据了72%的市场，而toyocom占据了23%市场，而且每年都在
递增，市场潜力在不断扩大。在我国，生产厂商主要分布在北京、河北、广西、重庆、西安、
江苏等地区。在此方面，我们公司拥有较深厚的基础，在未来几年内进行投入，具有良好的
可行性，这也是我们企业未来发展方向之一。
MEMS振荡器的全球市场规模（2007-2012）
范文三：非线性元器件和线性放大电路
8. 非线性元器件和线性放大电路
8.1. 现在越来越多的采用发光二极管
(LED )作为照明电路的发光元 件 , 其指数形式的伏安特性常用右 图 a 所示的折线模型来近似。为了 使多个 LED 发出相同强度的光, 一
般将它们串联起来使用。对于图 b
所示的三个 LED 串联构成的电路, 试计算电路中的电流强度。
解:由于三个二极管串联时,电流相同而电压相加,所
以它们串联起来得到的等效元件的伏安特性如右图中红
色线所示。
而以流过二极管组的电流和其两端电压为变量时,理想
电压源和电阻组成的串联电路(可以看成是有内阻的电 源)的伏安特性如右图中兰线所示,其截距分别为 3V 和 30mA 。 因此不难计算出二者的交点为 (2.1V , 9mA ) 。
除了利用作图法, 由于二极管采用了最简单的二折线模型, 所以也可以直接通过简单方法进 行计算:只要二极管导通, 则其两端电压就是 0.7V , 因此 100欧电阻上肯定只有 3.0V -0.7V ×3=0.9V 的电压,所以电路中的电流应为 0.9V/100欧=9mA 。
当然,严格起见,这里需要论证三个二极管都是导通的。这不难通过反证法来证明。
8.2. 已知某个非线性电路的转移特性为 右图 a ,其输入信号为右图 b ,试利 用作图法求输出信号。 解:作图如下,图中蓝色线为输出信号。
8.3. 已知 BJT 构成的电压跟随器电路 (输出电压等于输入电 压,但是输出电流远大于输入电流)的转移特性可以近 似为右图所示。如果输入信号分别为如下 四 种情形,试 示意性地画出输出波形。
(i ) V i =1 + 0.1·sin 2πt ;
(ii ) V i =1 ± 0.1,周期为 1秒;
(i ) V i =1 + 0.5·sin 2πt ;
(ii ) V i =1 ± 0.5,周期为 1秒;
解:只要注意信号负半周时
的失真即可:
8.4. N 沟道耗尽型场效应管的偏置电路如右图
a 所示。在正常工作状态下它的栅极(G
极)输入电流近似为零, GS 极之间的输
入电压和 DS 极之间的输出电流之间的跨
导转移特性如图 b 所示。 如果图 a 中取 R S
=500欧, R D =1.5千欧,请采用作图法
计算其静态工作点——即, 求其三端的静
态工作电压和电流。
解:这是耗尽型绝缘栅场效应管或者结型场效应管典型的自 生偏压电路。由于 G 极没有电流,因此 G 极电压为零。如 果假设漏-源极电流为 I DS , 则 V GS =0-I DS R S 。 将这个表达 式画入场效应管的转移特性曲线的图(右图中兰线) ,则可 得到交点——静态工作点(V GSQ =-1V , I DSQ =2mA ) 。
由此不难推知场效应管三端的静态工作点:
zV GQ =0V , V SQ =1V , V DQ =5V -R D I DSQ =2V ;
zI GQ =0, I SQ =I DQ =2mA 。
8.5. 假设某种元件具有右图 a 所示
的伏安特性。 如果以两个这种元
件 (以带问号的方框表示) 构成
图 b 所示的电路, 请计算电路的
静态电流, 以及这种元件两端的
电压。 图 a 中 I S =60mA , R =100
欧。
解:这里唯一需要处理的就是的含有两个非线性元件。直
接代以伏安特性,将略显麻烦。对于 a 图中所示电路,由
于未知元件组成了并联电路,因此如果该元件的伏安特性
为 I X =F(VX ) , 则两个相同元件并联起来构成的等效元件 Y
将满足:I Y =2F(VY ) 。因此,等效元件的伏安特性将如右
图中绿色线所示。
另一方面, 电路中的电流源和 R 组成的并联电路构成了非
理想源。 其伏安特性可以用 Y 的电流和电压来表示为:V Y
=(IS -I Y )R 。将该关系式画入 Y 的伏安特性曲线图(图中
蓝色线,可以得到交点(4V , 20mA ) ,此即等效元件 Y 两
端的电压和电流。
考虑到等效元件是原元件并联而成,因此原电路中,流经每个未知元件的电流为 10mA ,其 两端电压均为 4V 。
8.6. 右图 a 中是一个为 BJT 设定静态工作点
的电路。已知图中二极管的伏安特性和
BJT 的输入特性完全相同(如图 b 所
示) 。请采用作图法计算通过二极管和
BJT 基极的电流。 图中 R =200千欧。
解:本题的做法类似于 8.5。从 BJT 的基极来
看, BJT 的发射结和二极管是相并联的(并联等效电路的
伏安特性为右图中绿色线) 。因此,在“电源-R -二极管
和发射结的并联支路-地”这个回路上,满足关系式:5V
=2I b R +V BE 。将该关系式画入并联支路的伏安曲线图,
得到蓝色线。于是可以求得交点(0.75V , 21uA ) 。考虑到
并联关系,可以知道流过二极管和 BJT 基极的电流均为
10.5uA 。
8.7. 已知某个对称二端元件的伏安特性在第一象限如右 图所示(电压或电流超出图中的部分将损坏该元 件) 。 请指出这个二端元件的静态阻抗和动态阻抗的 变化范围,并指出当该元件工作点在何处时取得这 些极限数值。
解:从图中可以直接看出:
z静态阻抗的最小值在绿线段取得, R min =500欧;
z静态阻抗的最大值为澄色线切点, R max =2.25千欧;
z动态阻抗的最小值在蓝线段取得, r min =1/6千欧;
z动态阻抗的最大值在黑线段取得, r max =∞。
8.8. 已知场效应管的输出特性可以简化如右图所示(以
栅-源极电压 V GS 为参数的 V DS ~I D 曲线族) 。
(i )请问源-漏两极之间的静态阻抗和动态阻抗的
变化范围是多少?并指出什么条件下才能够达到这
些极限数值?
(ii ) 当工作于这些极限数值时, 场效应管的源、 漏
两极之间可以等效为什么二端元件?
解:(i )类似于 8.7题,不难看出:
z静态阻抗和动态阻抗的最小值在斜线段(可变电阻区)取得, R min =r min =1/3千欧;事 实上, FET 的斜线段总是散开而不重合的,因此才会有“可变电阻区”之名。
z静态阻抗的最大值为最下面一条红色横线(截止区) , R max =∞;只要栅源极间电压达 不到开启电压, FET 的源漏极之间,总是呈现断路的样子。
z动态阻抗的最大值在各条红色横线段均可取得(从截止区到线性区) , r max =∞。只要 FET 工作在截止区或者线性区(沟道成夹断状) ,即可。
(ii )对于图中所示的简化曲线而言,在上面三种情形中 FET 可以分别近似为电阻、断路、 和(受控)电流源。
8.9. 数字逻辑电路中经典的 TTL 门电路的典型转移特性
如右图所示。这条曲线可近似为由四段折线构成。
请指出在那一段或那些段, TTL 门电路可以当作放
大器来使用?并指出,为了获得最大的动态范围和
最大的增益,该电路的静态工作点应取在哪一点?
解:在斜率不为零的任何线段,原则上都可以作为放大器
来使用。因此,在这段四折线的转移特性中,工作于中间
两段的电路可以用作放大器。
为了获得最大的增益,应使 TTL 门电路工作在 (1.5V, 4V) 到 (2V, 0V) 的范围内。
而为了获得最大的动态范围,应该取静态工作点为上述动态范围的中点(1.75V , 2V ) 。
8.10. 如果用示波器观察到两个放 大电路的输入电压-输出电 压信号之间构成的李萨如图 形分别如图 a 和图 b 所示。 请 根据图判断这两个放大电路
的失真情况。
解:对于图 a 而言, 输入和输出信号之间的李萨如图像呈现折线的形状, 这是由于输入和输 出信号之间的非线性失真引起的。
对于图 b 而言, 输入和输出信号之间的李萨如图像呈现正椭圆的形状, 这是由于输入和输出 信号之间的相移引起的——这算是线性失真的一种。
8.11. 由 BJT 构成的实际放大电
路如右图 a 所示,其中 R c =500欧, R e =1.5千欧, R L =3千欧。 而 BJT 的输出 特性 (以 B 极电流为参数的 V CE ~I C 曲线族)如图 b 所 示, 并已知 BJT 的基极静态
电流为 20微安。请在图中画出该电路的静态负载线和动态负载线。 解:因为已知 I BQ =20uA , 所以可以确定为右图曲线 组中绿色的那条线。 而对于静态问题,从“电源-Rc -BJT 的集电极到
发射极-R e -地”这个回路上,满足关系式:5V =
I c (Rc +Re ) +V CE 。因此,不难将该关系式画到 BJT 的 输出特性曲线图上(蓝色线,截距分别为 5V 和 2.5mA ) ,得到静态负载线。它与绿色线的交点即为
BJT 的静态工作点。
对于动态负载线,可以确知它是通过静态工作点的。而此时对于动态等效电路而言,与 V CE 相串联的电阻为 R c +Re //RL =1.5千欧,因此动态负载线的斜率(1.5千欧) -1相对静态负载 线的斜率(2千欧) -1会略大一些。根据点和斜率,就可以画出动态负载线(上图中红线) 。
8.12. 如果可以使用的原材料包括一个 8.2题中所描述的元器件,一个可以 10V 的直流电压
源,一个输出波形为 0.2·sin t 的理想交流电压信号源,各种电阻和电容。请构造一 个电路,输出放大了三倍的正弦信号,并指出输出信号和输入信号是同相还是反相。
解:注意到 8.2题中所描述的元器件的线性放大部分是一 个压控电压源。因此为了构造一个电压放大器,只需要构
造偏置电路, 使它工作在线性区中特定的静态工作点 (5V ,
5V ) ,并配以耦合电路即可(如右图所示) 。
图中取 R 1=R 2=R 3=R 4,而 C 1和 C 2要取得足够大(需要
考虑未知器件的输入和输出阻抗、负载阻抗等因素) 。 根据 8.2题题设,可以看出,右图所示电路将具有-3倍 的增益,即增益为三倍的反相放大器。
范文四：石英晶体元器件概述
石英晶体元器件概述
一、 前言
石英晶体俗称水晶，成分是SiO2，是一种重要的压电材料，可用于制造压电元器件。例如：石英晶体谐振器、石英晶体滤波器、石英晶体振荡器、石英晶体传感器等。
二、 石英晶体元器件的内容
三、 晶振分类
根据晶振的不同使用要求及特点，通常分为以下几类：普通晶振、温补晶振、压控晶振、温
控晶振等。
1、普通晶振（PXO或SPXO）：是一种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器，在整个温度范围内，晶振的频率稳定度取决于其内部所用晶体的性能。
特点：
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2、温补晶振（TCXO）：是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿，以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。
特点：
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● 频率精度（准确度）：10～10量级 频率范围：1～60MHz 频率稳定度：±1～±2.5ppm 封装尺寸： DIP14（21×14×6mm），11.4×9.6mm，SMD 7050、5032、3225、2520 用途：通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。 由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面-7-6频率精度（准确度）：10-5～10-4量级 标准频率：1～100MHZ 频率稳定度是±100ppm。 用途：通常用作微处理器的时钟器件、本振源或中间信号。 封装尺寸： DIP14（21×14×6mm），SMD 7050、5032、3225、2520。 价格：是晶振中最廉价的产品， 优点，因而获行了广泛应用。
3、压控晶振（VCXO）：是一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要用于锁相环路或频率微调。压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所用变容二极管及晶体参数两者的组合
特点：
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● 频率精度（准确度）：是10-6～10-5量级 频率范围：1～30MHz 频率稳定度：±50ppm 用途：通常用于锁相环路 封装尺寸：14×10×3mm或更小，SMD 7050、5032、3225、2520
4、恒温晶振（OCXO）：采用精密控温，使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消除环境温度变化对频率的影响。
特点：
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中精度产品频率稳定度为10-7～10-8 高精度产品频率稳定度在10-9量级以上 频率范围：1～200MHz 主要用作频率源或标准信号 封装尺寸：50×50，36×26mm，30×30，25×25，20×20，DIP14
四、石英晶体振荡器的发展趋势
1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前2.5×2.0mm尺寸的器件已经上市。
2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10℃范围内一般可达±20～100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。
3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。
4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG～2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。天马公司的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm的稳定度。
5、数字化技术应用，以往都是采取通过调整变容二极管的参数来改变晶体的振荡参数，达到高稳定频率输出，随着单片机技术的应用，实际上可以通过数字化来取代变容二极管的应用技术，从而实现高稳定频率输出。现在市面上已经出现很多数字温补晶振即DCXO，如天马电讯的DX2116等产品已成功上市，两年来批量供货500KPCS。由于采用了先进的数字化补偿技术，所生产出来的数字温补已达到中精度OCXO（俗称三级钟）的技术水平，在未来几年里，DCXO会逐步取代中级OCXO。
晶振资深高级工程师邓达贤 2009-3-28
QQ：1604769678 -7
范文五：非线性光学晶体
1、 （1）查阅资料综述主要非线性光学晶体种类、性能特征、液相生长技术及其制；（2）试以倍频/混频非线性光学效应原理分析光参量振荡器工作原理。 非线性光学晶体的种类：
KDP晶体:中文名称磷酸二氢钾晶体
英文名称potassium dihydrogen phosphate crystal，KDP
化学式为KH2PO4的非线性光学晶体，属四方晶系。非线性系数d3630.63×10012m/V，对0.69430m激光倍频相位匹配角θmm50.451°。
磷酸二氢钾(KDP)晶体是一种最早受到人们重视的功能晶体，人工生长KDP晶体已有半个多世纪的历史，是经久不衰的水溶性晶体之一。KDP晶体的透光波段为178nm～1.45um，是负光性单轴晶，其非线性光学系数d36（1.064um）=0.39pm/V，常常作为标准来比较其他晶体非线性效应的大小，可以实现Ⅰ类和Ⅱ类位相匹配，并且可以通过温度调谐来实现非临界位相匹配(包括四倍频和和频)。属于四方晶系，点群D4h，无色透明。该晶体具有多功能性质。上世纪50年代，KDP作为性能优良的压电晶体材料，主要被应用于制造声纳和民用压电换能器。60年代，随着激光技术出现，由于KDP晶体具有较大的非线性光学系数和较高的激光损伤阈值，而且晶体从近红外到紫外波段都有很高的透过率，可对1.064μm激光实现二倍频，同时KDP晶体又是一种性能优良的电光晶体材料。使得该晶体在高功率激光系统受控热核反应、核爆模拟等重大技术上更显现出它的应用前景，因此，对特大尺寸的KDP优质光学晶体的研究，在国内外一直受到研究者的极大关注。
性能特征：1. 晶体溶解度：从溶液中生长单晶体，很重要的一个参数是了解物质的溶解度。根据溶解度与温度的关系绘制得到物质的溶解度曲线，它是选择晶体生长方法和生长温度区间的重要依据。
2.晶体结晶习性：取少量纯固体磷酸二氢钾将其配制成未饱和溶液（以溶解度曲线为依据），自然蒸发数日后逐渐达到饱和，此时溶液形成少量晶核，在结晶驱动力作用下，逐渐形成外形完整的KDP小籽晶。
3. 单晶培养：根据物质的溶解度曲线，配置某一温度下一定量的饱和溶液（注意控制溶液pH≈4.5）至育晶器中，将育晶器放入恒温槽，用吊晶法准确测出溶液饱和点温度，然后升温至比饱和点温度高出5℃，让溶液恒温隔夜过热，除净结晶中心。选择Z轴方向无缺陷晶片作为生长籽晶，固定于籽晶架上，在稍高于饱和点温度下，放入籽晶，并逐渐降至饱和点，采用降温法按每天一定降温速率（0.4℃/day）从水溶液中培养单晶。
KTP晶体: 具有大的非线性系数，大的容许温度和容许角度，激光损伤阈值较高，化学性质稳定，不潮解，机械强度适中，倍频转化效率高达70%以上等特性，是中小功率固体绿光激光器的最好倍频材料。
性能特征：大的非线性光学系数（约为KDP晶体的15倍）宽的接收角度和小的走离角透过波段宽高光电转换效率和低的介电常数具有良好的物理、化学和机械性能高的热传导系数（为BBN晶体的2倍）低失配度相比于BBO 和 LBO 成本较低。现在最主要应用是二倍频和OPO应用（激光测距），尤其是OPO应用近几年发展非常迅速。
LiNbO3晶体：
铌酸锂晶体简称LN，自1965年Ballman等报道利用Czochralshi技术成功
生长出铌酸锂（LiNbO3，简称LN）单晶，以及1968年Larner等报道了大直径、同成分的铌酸锂晶体生长出来，LN晶体被广泛研究和应用。铌酸锂晶体有优良的光电、双折射、非线性光学、声光、光弹、光折变、压电、热释电、铁电与光生伏打效应等物理特性；机械性能稳定、耐高温、抗腐蚀；易于生长大尺寸晶体、易于加工、成本低廉；在实施参杂后能呈现出各种各样的特殊性质。因为如此铌酸锂晶体在各个领域，被誉为“光学硅”。而纳米材料具有很大的比表面积，呈现出许多奇妙的性质，纳米铌酸锂的性质令人期待。 铌酸锂属于三方晶系，常用六角原胞表示。原胞中含有六个分子，三度对称轴为原胞的 c轴，晶胞常数：a=0.5148，c=1.3863，α=55.867。 。铌酸锂晶胞是由扭曲的氧八面体组成，这些氧八面体沿着不同方向共面，共棱或共顶点。锂离子和铌离子分别与六个阳离子形成六配位，而氧离子则与两个锂离子和两个铌离子形成四配位。
铌酸锂晶体拥有很高的居里温度，在居里温度以上铌酸锂晶体为顺电相，居里温度以下为铁电相
铌酸锂晶体拥有很高的居里温度，在居里温度以上铌酸锂晶体为顺电相，居里温度以下为铁电相。
铌酸锂晶体是P型半导体材料。从晶胞中也可以看出并非所有氧八面体都有离子填充，而且在制备铌酸锂晶体是很难得到化学计量比的铌酸锂晶体，一般的铌酸锂晶体都有离子空位。那么这种离子空位可能有三种情况：氧空位，锂空位和铌空位。由于在铌酸锂晶体中铌离子和氧离子构成[NbO3]-的无穷链，这种结构十分稳定，因此铌空位和氧空位的形成十分困难，一旦形成将严重破坏铌酸锂晶体的结构，故不考虑这两种空位。铌酸锂晶体存在锂空位，为了电荷平衡，一部分铌离子进入锂空位，这时铌酸锂化学式为
[Li1-5xV4xNbx]NbO3。正是锂空位的存在使铌酸锂成为P型半导体材料。
铌酸锂由锂、铌和氧三者元素组成，可以用其他元素代替三者获得新的物质，这些新物质应该具有与铌酸锂相似的微观结构，因此在某些方面具有与铌酸锂相似的性质。
关于锂元素的代替，由于这与离子掺杂类似，就不再赘述。重点关注铌和氧。 与铌元素同主族的元素是钒和钽。由于惰性电子对效应，铌原子和钽原子性质极为相似，用钽代替铌不会改变铌酸锂的主要性质，在实际应用中已经使用钽酸锂了。钒可以形成偏钒酸盐，偏钒酸根离子是共用顶点的VO4四面体的无穷链，可以形成与铌酸锂类似的晶体结构，只是把氧八面体变成氧四面体。钼和钨同样可以形成多种多酸根的无穷链，都可以代替铌。
考虑钒铌钽的卤化物。VF5中有钒原子的无限链，钒原子以氟原子相连。钒刚好在氟八面体内，只与一个钒成键的四个氟原子可以与其他金属离子配合，形成与铌酸锂类似的结构，电荷可由氟离子平衡。NbCl4中有铌原子的无限链，铌原子以两个氯原子相连。铌同样处于氯八面体中，垂直于链的两个氯和链上的两个氯形成四面体，可以与其他金属离子配位，氯离子平衡电荷。以上构想是以配位键代替离子键，键能下降很多，这就导致上述产物的晶体结构不会稳定，为改良晶体性质带来方便，但在应用中还要处理稳定性的问题。
BBO晶体; -BaB2O4 晶体（BBO）是有中国科学院福建物质结构研究所首创的
一种新型非线性晶体。该晶体具有较大的非线性系数（其非线性系数d11约为
KDPd36的4倍）,具有很高的光损伤阈值，从紫外到中红外范围内的非线性频率
转换性能非常好。目前已被应用于将频率倍频到蓝光频域及钛蓝宝石激光的倍频中。该晶体具有较大的非线性系数（其非线性系数d11约为KDPd36的4倍）,具有很高的光损伤阈值，从紫外到中红外范围内的非线性频率转换性能非常好。目前已被应用于将频率倍频到蓝光频域及钛蓝宝石激光的倍频中
LBO晶体： 三硼酸锂晶体（LBO）是一种性能优良的非线性光学晶体他具有紫外透光性好，光学损伤阈值较高和非线性系数适中等特点，此外，该晶体的化学性能稳定，机械硬度高，不潮解，对于某些非线性光学加工极具吸引力。因为LBO晶体的双折射小于BBO晶体，所以有助于限制相位匹配的光谱范围，但是也会在可见光和近红外光的频率转换应用中导致产生非临界相位匹配和大的接收角。
性能特征：三硼酸锂晶体市场调研报告数据来源于国内外大型数据库，和最新外刊的直接翻译。三硼酸锂晶体报告是对行业调查信息的综合分析和总结。三硼酸锂晶体报告多图表，数据整理条理分明。三硼酸锂晶体报告采用标准项目调研目录，以技术、市场和客户为报告的重点内容，服务厂商和投资者。三硼酸锂晶体市场调研报告采用的标准调研目录为原在欧执业的成功总结。
全球做的最好的是中国科学院福建物质结构研究所控股的福晶科技有限公司，在尺寸和光学增透上遥遥领先。
LBO晶体的主要优点：* 可透光波段范围宽（160—2600nm）
* 光学均匀性好，内部包络少
* 倍频转换效率较高（相当于KDP晶体的3倍）
* 高损伤域值（1.3ns脉宽的1053nm激光可达10GW/cm2)
* 接收角度宽，离散角度小
* I,II类非临界相位匹配（NCPM）的波段范围宽
* 光谱非临界相位匹配（NCPM）接近1300nm
LBO晶体的主要应用：. 二倍频方面:
1. 医用与工业用途的Nd:YAG激光
2. 科研与军事用途的高功率Nd:YAG与Nd:YLF激光
3. Nd:YVO4,Nd:YAG和Nd:YLF激光的泵浦
4. 红宝石，Ti:Sappire与Cr:LiSAF激光
三倍频方面：
1. Nd:YAG与Nd:YLF激光
2. 光学参量放大器（OPA)与光学参量振荡器（OPO)
3. 高功率1340nm的Nd:YAP激光的二，三倍频
LBO是一种点群mm2的斜方晶体，由连续的网状B3O7分子群组成，并有锂离子填充在分子间隙。B3O7分子群紧凑的结构使得LBO晶体难以包含任何杂质。
4 在1.064um光下，LBO晶体的有效SHG系数是KDP的3倍. 点群mm2的LBO晶体的非零非线性（光学）极化率 计算如下：LBO的光损伤阈值是常用无机非线性光学晶体中最高的。因此，它是高功率二次谐波发生器和其他非线性光学应用的最佳选择。
使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，三次谐波转换率大于60%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%。
对2W锁模钛宝石激光（<2ps,82mhz）倍频可输出功率大于480mw的395nm波长激光，利用5x3x8 mm3="">
700-900nm。· 使用II类18mmLBO晶体的调Q Nd:YAG激光倍频可得到功率大于80W的绿色光。· 使用9mmLBO晶体的泵浦Nd:YLF激光（>500μJ @1047nm,<7ns,0-10khz）倍频转换率大于40%。· 利用lbo晶体和频效应可获得187.7nm波长的真空紫外光。·="" 对调qnd:yag激光进行腔内三倍频可获得输出脉冲能量2mj的衍射极限光束。lbo晶体非临界相位匹配lbo晶体的非临界相位匹配具有无离散、接受角度宽、有效系数大的特点，充分利用这一特性可使lbo发挥最佳功效。在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%，且光束质量好，输出稳定。="">
(1)水热法：反应过程是指在一定的温度和压力下，在水、水溶液或蒸汽等流体中所进行有关化学反应的总称。按水热反应的温度进行分类，可以分为亚临界反应和超临界反应，前者反应温度在100～240℃之间，适于工业或实验室操作。后者实验温度已高达I000℃，压强高达0.3Gpa，足利用作为反应介质的水在超临界状态下的性质和反应物质在高温高压水热条件下的特殊性质进行合成反应。在水热条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂同时还可作为压力传递介质；通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成和改性．既可制备单组分微小晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末。克服某些高温制备不可避免的硬团聚等，其具有粉末细(纳米级)、纯度高、分散性好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形状可控和利于环境净化等特点。这是一种在高温高压下从过饱和热水溶液中培养晶体的方法。用这种方法可以合成水晶、刚玉(红宝石、蓝宝石)、绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)、石榴子石及其它多种硅酸盐和钨酸盐等上百种晶体。水热法合成宝石采用的主要装置为高压釜，在高压釜内悬挂种晶，并充填矿化剂。高压釜为可承高温高压的钢制釜体。水热法采用的高压釜一般可承受1100℃的温度和1GPa的压力，具有可靠的密封系统和防爆装置。因为具潜在的爆炸危险，故又名“炸弹”（bomb）。高压釜的直径与高度比有一定的要求，对内径为100-120mm的高压釜来说，内径与高度比以1：16为宜。高度太小或太大都不便控制温度的分布。由于内部要装酸、碱性的强腐蚀性溶液，当温度和压力较高时，在高压釜内要装有耐腐蚀的贵金属内衬，如铂金或黄金内衬，以防矿化剂与釜体材料发生反应。也可利用在晶体生长过程中釜壁上自然形成的保护层来防止进一步的腐蚀和污染。如合成水晶时，由于溶液中的SiO2与Na2O和釜体中的铁能反应生成一种在该体系内稳定的化合物，即硅酸铁钠（锥辉石NaFeSi2O6）附着于容器内壁，从而起到保护层的作用。矿化剂指的是水热法生长晶体时采用的溶剂。晶体的培养是在高压釜内进行的。高压釜由耐高温高压和耐酸碱的特种钢材制成。上部为结晶区，悬挂有籽晶；下部为溶解区，放置培养晶体的原料，釜内填装溶剂介质。由于结晶区与溶解区之间有温度差(如培养水晶，结晶区为330-350℃，溶解区为360-380℃)而产生对流，将高温的饱和溶液带至低温的结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶生长。温度降低并已析出了部分溶质的溶液又流向下部，溶解培养料，如此循环往复，使籽晶得以连续不断地长大。
(2)直拉法：直拉法又称为切克劳斯基法，它是1918年由切克劳斯基
（Czochralski）建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ法。CZ法的特点是在一个直筒型的热系统汇总，用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，再反转坩埚，籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程，一支硅单晶就生长出来了。在单晶硅生长中用到的材料是电子级多晶硅，它从石英（SiO2）中提炼出来并被提纯至99.999999999%纯度。在一个可抽真空的腔室内置放着一个由熔融石英制成的坩埚，多晶就装填在此坩埚中，腔室回充保护性气氛，将坩埚加热至1500°C左右。接着，一块小的用化学方法蚀刻的籽晶(直径约0.5cm,长约10cm)降下来与多晶熔料相接触，籽晶必须是严格定向的，因为它是一个复制样本，在其基础上将要生长出大块的，称为晶锭（boule）的晶体。目前的硅晶锭，直径可达300mm以上，长度有1-2m。 这是一种直接从熔体中拉出单晶的方法。熔体置柑塌中，籽晶固定于可以旋转和升降的提拉杆上。降低提拉杆，将籽晶插入熔体，调节温度使籽晶生长。提升提拉杆，使晶体一面生长，一面被慢慢地拉出来。这是从熔体中生长晶体常用的方法。用此法可以拉出多种晶体，如单晶硅、白钨矿、钇铝榴石和均匀透明的红宝石等。
(3)焰熔法：又称维尔纳叶法（Verneuil process）。从熔体中人工制取单晶的方法之一。将调配好的原料细粉从管口漏下，均匀喷洒在氢氧焰中被熔化后，再冷凝结晶于种晶或“梨形单晶”顶层；梨晶长大是从顶部熔化的圆锥开始，生长过程中其底座下降并旋转，以确保其熔融表面有合宜的温度逐层生长，边转动边晶出的人工宝石具有如同唱片纹的弧线生长纹或色带，以及珠形、蝌蚪状气泡等特征；不用坩埚的这种方法可以低成本制取合成红宝石、蓝宝石、尖晶石、金红石及人造钛酸锶等多种人工宝石。 焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在种晶上固结逐渐生长形成晶体。焰熔法的粗略的说是利用氢及氧气在燃烧过程中产生高温，使一种疏松的原料粉末（VK-L100G）通过氢氧焰撒下焰融，并落在一个冷却的结晶杆上结成单晶。
(4)坩埚下降法：该方法的创始人是Bridgman，他于1925年发表了论文。Stockbarger又发展了他的方法。该方法也称为B-S法。该法的特点是让熔体在坩埚中冷却而凝固。凝固过程虽然都是由坩埚的一端开始而逐渐扩展到整个熔体，但方式不同。坩埚可以垂直放置，熔体自下而上凝固，或自上而下凝固。一个籽晶插入熔体上部，这样，在生长初期，晶体不与锅壁接触，以减少缺陷。坩埚也可以水平放置（使用“舟”形坩埚）。凝固过程中可通过移动固-液界面来完成，移动界面的方式是移动坩埚或移动加热炉或降温均可。坩埚下降法一般采用自发成核生长晶体，其获得单晶体的依据就是晶体生长中的几何淘汰规律，原理如下图所示。在一根管状容器底部有三个方位不同的晶核A、B、C，其生长速度因方位不同而不同。假设晶核B的最大生长速度方向与管壁平行，晶核A和C则与管壁斜交。由图中可以看到，在生长过程中，A核和C核的成长空间因受到B核的
排挤而不断缩小，在成长一段时间以后终于完全被B核所湮没，最终只剩下取向良好的B核占据整个熔体而发展成单晶体，这一现象即为几何淘汰规律。
(5)区熔法：区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法。
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶的相同。区熔法分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。前者主要用于锗、GaAs等材料的提纯和单晶生长。后者主要用于硅，这是由于硅熔体的温度高，化学性能活泼， 容易受到异物的玷污，难以找到适合的舟皿，不能采用水平区熔法。
如果需要生长及高纯度的硅单晶，其技术选择是悬浮区熔提炼，该项技术一般不用于GaAs。区熔法可以得到低至1011cm-1的载流子浓度。区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的，不需要坩埚。柱状的高纯多晶材料固定于卡盘，一个金属线圈沿多晶长度方向缓慢移动并通过柱状多晶，在金属线圈中通过高功率的射频电流，射频功率技法的电磁场将在多晶柱中引起涡流，产生焦耳热，通过调整线圈功率，可以使得多晶柱紧邻线圈的部分熔化，线圈移过后，熔料在结晶为为单晶。另一种使晶柱局部熔化的方法是使用聚焦电子束。整个区熔生长装置可置于真空系统中，或者有保护气氛的封闭腔室内。
(6)泡生法：又称之为凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法.其原理与直拉法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedCrystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇.泡生法（Kyropoulos method）的原理与直拉法类似。首先原料熔融，再将一根受冷的籽晶与熔体接触，如果界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长。为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，以改善熔体的温度分布。也可以缓慢地(或分阶段地)上提晶体，以扩大散热面。晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚壁接触，这就大大减少了晶体的应力，不过，当晶体与剩余的熔体脱离时，通常会产生较大的热冲击。泡生法是利用温度控制生长晶体，生长时只拉出晶体头部，晶体部分依靠温度变化来生长，而拉出颈部的同时，调整加热电压以使得熔融的原料达到最合适的生长温度范围。
以倍频/混频非线性光学效应原理分析光参量振荡器工作原理：
一束频率为vP(泵频) 的强激光和一束频率为vS（信号频率简作信频）的弱激光同时射入非线性介质时，如信频光被放大,同时产生频率为
vi(vP=vS+vi)的闲置频率光，这种现象称为光参量放大。若将此非线性介质置于谐振腔中,腔镜 M1对泵频光透射，M1、M2对信频光或闲频光（或两者）高反射,则在频率为vP的激光作用下,从M2镜将输出频率为vS和vi
的激光。这就是光参量振荡器。它是一种可调谐激光器，可以以脉冲工作，也可以连续工作。
双谐振荡器的谐振腔镜对vS和vi都具有高反射率,其阈值较低，但转换效率最多只有50％。单谐振荡器的谐振腔镜只对vS（或vi）具有高反射率，其阈值较高,但转换效率高，理论上可达100％。
光参量振荡器对满足墹κ=κP-κS-κi=0，即**P=vSnS+vini 的信频和闲频光具有最大的增益。这称为相位匹配条件。式中，κP、κS、κi和nP、nS、ni分别为泵频、信频、闲频光的波矢和折射率。实现相位匹配的方法，主要是利用晶体的各向异性和色散。
光参量振荡器只对满足相位匹配条件的信频和闲频光才具有最大增益。因而用某种方法改变晶体的折射率（通常nP、nS和ni的改变量并不相同）,信频和闲频光的频率便也发生相应变化，从而实现光参量振荡器频率的调谐。通常改变晶体的温度和取向（角度）可在大范围内调谐，而利用外加电场和压力可进行小范围细调。
光参量振荡OPO是波长可调谐的相干光光源。能将一个频率的激光转换为信号和空闲频率的相干输出，而且，可以在一个很宽的频率范围内实现调谐，是可调谐激光产生的重要手段之一。光参量振荡是目前产生大范围连续可调波长（波长从红外到可见光甚至紫外光）激光的唯一方法
光学参量振荡器(OPO)作为一种宽调谐相干光源，克服了固体和气体激光器输出波长的局限性，能够产生从紫外到远红外激光。一束频率和强度比较高的激光束与一束频率及强度较低得光束同时通过非线性介质，结果是信号波获得放大，同时还产生出第三束光波（称为空闲波）。
空闲波得频率正好等于甭浦光波得频率。这个非线性光学现象称为光学参量放大。如果把非线性介质放在光学共振腔内，让泵浦光波、信号光波及空闲光波多次往返通过非线性介质，当信号光波和空闲光波由于参量放大得到的增益大于它们在共振腔内的损耗时，便在共振腔内形成激光振荡。这就是光学参量振荡器
光学参量振荡器(OPO)作为一种宽调谐相干光源，克服了固体和气体激光器输出波长的局限性，能够产生从紫外到远红外激光。一束频率和强度比较高的激光束与一束频率及强度较低得光束同时通过非线性介质，结果是信号波获得放大，同时还产生出第三束光波（称为空闲波）。空闲波的频率正好等于甭浦光波得频率。这个非线性光学现象称为光学参量放大。如果把非线性介质放在光学共振腔内，让泵浦光波、信号光波及空闲光波多次往返通过非线性介质，当信号光波和空闲光波由于参量放大得到的增益大于它们在共振腔内的损耗时，便在共振腔内形成激光振荡。这就是光学参量振荡器
OPO工作特点：结构简单调谐范围大，从红外到紫外，包括可见光工作可靠转换效率高重复频率可以很高可以实现小型化与全固化光参量振荡器。
对非线性晶体的基本要求:
A具有适当大小的有效非线性系数;
B在工作波段范围内有高的透明度;
C在工作波段范围内能实现有效的相位匹配;
D能够得到足够尺寸，光学均匀性较好，物化性能稳定和易于加工;
E有较高的损伤阂值;
F对温度的敏感低。
中红外OPO发展趋势
光学参量发生器是一种具有很大发展潜力的全固态、宽调谐相干光源，目前它的发展趋势主要是:
新型非线性晶体的开发。具有宽的透光光谱范围，大的非线性系数，高的损伤闭值，物化性能稳定且能生长大尺寸的新型晶体是光参量发生器的研究热点。
准相位匹配技术的进一步发展和提高。PPLN（周期性极化技术）技术的进一步发展可以实现光脉冲压缩。组合调谐，来实现调谐范围的扩展和延伸。
光学参量发生器输出参量指标的进一步提高。
利用二极管泵浦固体激光(DPL)以及光纤激光器技术，发展全固化宽调谐OPO，它具有高效率、长寿命、结构紧凑、体积小、重量轻、可高重复频率工作的特点
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