我國首臺萬瓦光纖激光器于2013年4月24日研制成功，這一激光設(shè)備可以從繡花針粗細的光纖中釋放出的足以焊接飛機、船舶的激光能量——這項激光功率合束技術(shù)，被美國視為萬瓦激光器的核心機密。這標志著中國在高功率光纖激光器研制領(lǐng)域進入世界先進水平，成為繼美國后第二個掌握此項尖端技術(shù)的國家。與此同時，銳科公司生產(chǎn)的激光高端產(chǎn)品目前已出口韓國、日本、印度、伊朗、德國、西班牙等20多個國家。
這一激光器由兩位國家“千人計劃”專家閆大鵬、李成率隊，歷時一年研發(fā)攻關(guān)，終于掌握該技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。
擔任銳科公司總工程師的閆大鵬說，雖然光纖激光器原理看似很簡單，但高功率合束技術(shù)要做到既降低能量損耗，又保證光束質(zhì)量，這在世界范圍內(nèi)長期以來都是一項技術(shù)難題。
據(jù)介紹，該臺萬瓦激光器體積雖然只有約兩臺冰柜疊加大小，里面卻藏著10塊“能量方”，每塊1100瓦，各產(chǎn)生一條激光束，10條激光束再匯聚到一根光纖，形成合力，最終產(chǎn)生1萬瓦的強大能量。
銳科萬瓦激光器只有約兩臺冰柜疊加大小，一根繡花針粗細的光纖釋放出的激光能夠焊接飛機。
光纖激光器作為目前最為活躍的激光光源器件。近年來，光纖激光器開始全面向光通訊、大功率激光加工、激光醫(yī)學(xué)、生物技術(shù)擴張，特別是其在激光加工和光通訊方面的發(fā)展?jié)摿Γ寴I(yè)界嘆為觀止。
據(jù)了解，在國際上，光纖激光器越來越廣泛應(yīng)用于工業(yè)造船、汽車制造、航空航天、軍事設(shè)備等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)二氧化碳激光器相比，它的耗電卻僅為其1/5，體積只有其1/10，但速度快4倍，轉(zhuǎn)換效率高20%，還沒有污染。
一舉打破國外巨頭壟斷
據(jù)悉，工業(yè)光纖激光器在中國的最早突破口是激光打標市場。2007年從美國海歸的閆大鵬博士創(chuàng)辦武漢銳科，并于2008年將國產(chǎn)低功率光纖激光器投放市場，目前，已有以銳科、創(chuàng)鑫和天元激光為代表的約15家廠商，在50W以下的打標及其他市場占有一席之地。
據(jù)不完全統(tǒng)計，這些廠商占有約40%的國內(nèi)光纖打標市場。值得注意的是，這里面一部分市場是通過大幅度降低價格，用幾乎接近成本的價格取得的。盡管低功率市場，國產(chǎn)光纖激光器幾乎占據(jù)的半壁江山，但卻給整個行業(yè)帶來了“有好產(chǎn)品卻無法盈利”的尷尬局面。
從利潤和銷售額來看，光纖激光器最大的市場在千瓦級以上的應(yīng)用。目前來講，二維鈑金切割是千瓦級光纖激光器的主要應(yīng)用，國內(nèi)的大功率切割機市場每年有近兩千臺的需求。高功率激光的焊接和其他應(yīng)用，市場潛力更大。
閆大鵬介紹，我國高功率光纖激光器長期依賴美國進口，一年達數(shù)千臺，一臺500萬元。萬瓦光纖激光器的問世不僅使我國在高功率光纖激光器研發(fā)上再上新臺階，國內(nèi)的光纖激光器也由此真正走上產(chǎn)業(yè)化道路并取得實質(zhì)性進展。不僅成功打破了國外少數(shù)公司對光纖激光器市場的壟斷，還迫使國外光纖激光器的價格一降再降，滿足了眾多國內(nèi)客戶對光纖激光器的巨大需求。
全固態(tài)激光產(chǎn)品差距依然存在
中國光學(xué)學(xué)會理事長、中國科學(xué)院院士周炳琨認為，萬瓦光纖激光器填補了中國高功率光纖激光器領(lǐng)域的不少技術(shù)空白。他同時也表示，雖然從指標上看，萬瓦功率光纖激光器技術(shù)水平僅次于美國，但若要完全替代進口，還需在設(shè)備的可靠性與耐用性等方面加強測試和保障。
舉例來講，同樣是萬瓦光纖激光器，美國行業(yè)翹楚IPG公司在09年就制造出了10千瓦級的單模光纖激光器，武漢銳科則需要將10個單模光纖激光器通過光束相干合成才獲得10千瓦的輸出。除此以外，我國在其他全固態(tài)激光產(chǎn)品上與美國還有5-10年的差距。
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