中国光纤激光器仅次美国差距缩小至5年

2014-03-12 15:48:21 来源：观察者 浏览次数：0

我国首台万瓦光纤激光器于2013年4月24日研制成功，这一激光设备可以从绣花针粗细的光纤中释放出的足以焊接飞机、船舶的激光能量——这项激光功率合束技术，被美国视为万瓦激光器的核心机密。这标志着中国在高功率光纤激光器研制领域进入世界先进水平，成为继美国后第二个掌握此项尖端技术的国家。与此同时，锐科公司生产的激光高端产品目前已出口韩国、日本、印度、伊朗、德国、西班牙等20多个国家。

这一激光器由两位国家“千人计划”专家闫大鹏、李成率队，历时一年研发攻关，终于掌握该技术的自主知识产权。

担任锐科公司总工程师的闫大鹏说，虽然光纤激光器原理看似很简单，但高功率合束技术要做到既降低能量损耗，又保证光束质量，这在世界范围内长期以来都是一项技术难题。

据介绍，该台万瓦激光器体积虽然只有约两台冰柜叠加大小，里面却藏着10块“能量方”，每块1100瓦，各产生一条激光束，10条激光束再汇聚到一根光纤，形成合力，最终产生1万瓦的强大能量。

光纤激光器作为目前最为活跃的激光光源器件。近年来，光纤激光器开始全面向光通讯、大功率激光加工、激光医学、生物技术扩张，特别是其在激光加工和光通讯方面的发展潜力，让业界叹为观止。

据了解，在国际上，光纤激光器越来越广泛应用于工业造船、汽车制造、航空航天、军事设备等领域。与传统二氧化碳激光器相比，它的耗电却仅为其1/5，体积只有其1/10，但速度快4倍，转换效率高20%，还没有污染。

一举打破国外巨头垄断

据悉，工业光纤激光器在中国的最早突破口是激光打标市场。2007年从美国海归的闫大鹏博士创办武汉锐科，并于2008年将国产低功率光纤激光器投放市场，目前，已有以锐科、创鑫和天元激光为代表的约15家厂商，在50W以下的打标及其他市场占有一席之地。

据不完全统计，这些厂商占有约40%的国内光纤打标市场。值得注意的是，这里面一部分市场是通过大幅度降低价格，用几乎接近成本的价格取得的。尽管低功率市场，国产光纤激光器几乎占据的半壁江山，但却给整个行业带来了“有好产品却无法盈利”的尴尬局面。

从利润和销售额来看，光纤激光器最大的市场在千瓦级以上的应用。目前来讲，二维钣金切割是千瓦级光纤激光器的主要应用，国内的大功率切割机市场每年有近两千台的需求。高功率激光的焊接和其他应用，市场潜力更大。

闫大鹏介绍，我国高功率光纤激光器长期依赖美国进口，一年达数千台，一台500万元。万瓦光纤激光器的问世不仅使我国在高功率光纤激光器研发上再上新台阶，国内的光纤激光器也由此真正走上产业化道路并取得实质性进展。不仅成功打破了国外少数公司对光纤激光器市场的垄断，还迫使国外光纤激光器的价格一降再降，满足了众多国内客户对光纤激光器的巨大需求。

全固态激光产品差距依然存在

中国光学学会理事长、中国科学院院士周炳琨认为，万瓦光纤激光器填补了中国高功率光纤激光器领域的不少技术空白。他同时也表示，虽然从指标上看，万瓦功率光纤激光器技术水平仅次于美国，但若要完全替代进口，还需在设备的可靠性与耐用性等方面加强测试和保障。

举例来讲，同样是万瓦光纤激光器，美国行业翘楚IPG公司在09年就制造出了10千瓦级的单模光纤激光器，武汉锐科则需要将10个单模光纤激光器通过光束相干合成才获得10千瓦的输出。除此以外，我国在其他全固态激光产品上与美国还有5-10年的差距。