激光是20世紀(jì)以來(lái)，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。激光的出現(xiàn)和應(yīng)用也被看做是人類使用工具的第三次飛躍。當(dāng)下，新技術(shù)、新應(yīng)用以及現(xiàn)有技術(shù)的不斷改進(jìn)都使激光市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。

　　而作為激光產(chǎn)業(yè)的核心部件——光纖激光器的發(fā)展更是決定著激光產(chǎn)業(yè)未來(lái)的走向。二者之間的關(guān)系可用“唇亡齒寒”形容。在過(guò)去的10年里，光纖激光技術(shù)在輸出功率、光束質(zhì)量和亮度等方面取得了巨大進(jìn)步，這些新的制造技術(shù)會(huì)引發(fā)更多的目前尚未實(shí)現(xiàn)或等待開(kāi)發(fā)的新設(shè)計(jì)和加工方法。

　　高功率光纖激光器已經(jīng)成為激光領(lǐng)域最為活躍的研究方向之一。已經(jīng)或正在許多應(yīng)用領(lǐng)域替代化學(xué)、氣體和普通固體激光器，對(duì)激光器市場(chǎng)產(chǎn)生了革命性的改變，是“激光產(chǎn)業(yè)的新寵兒”。被譽(yù)為“第三代激光器”的高功率光纖激光器，正受到廣大科研工作者和產(chǎn)業(yè)界專家們的極大關(guān)注。

　　技術(shù)的發(fā)展是相輔相成的

　　1964年光纖激光器研究取得一定進(jìn)展后，其發(fā)展基本停滯不前，卻在最近幾年成為研究和關(guān)注的熱點(diǎn)。這其中到底有何不為人知的原因呢？李成為我們揭示了其中的奧秘：“光纖激光器的研究在1964年以后的二十多年里處于停滯狀態(tài)是因?yàn)闆](méi)有合適的材料器件和泵浦源。直到上世紀(jì)八十年代后期，光纖通信技術(shù)和半導(dǎo)體泵浦固體激光器技術(shù)的發(fā)展催生和促進(jìn)了光纖激光器技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，上世紀(jì)八十年代末。光纖激光器的飛速發(fā)展又極大地帶動(dòng)了高功率高亮度光纖耦合半導(dǎo)體激光器的發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用。這兩者的結(jié)合才再次為光纖激光器的發(fā)展提供了轉(zhuǎn)機(jī)，特別是隨后在九十年代初雙包層和大模場(chǎng)光纖的相繼發(fā)明，極大地提高了光纖激光器的泵浦功率和效率。李成對(duì)光纖激光器的發(fā)展做出了精辟的總結(jié)：技術(shù)的發(fā)展不是孤立的，而是相互交叉和相輔相成的。

　　同樣的道理，高功率光纖激光器性能的提升也絕不會(huì)是一個(gè)孤立的過(guò)程。李成介紹，高功率光纖激光器性能的提升主要依賴于光纖激光器單元技術(shù)，整機(jī)集成技術(shù)，核心器件技術(shù)，和半導(dǎo)體封裝和光纖耦合技術(shù)的突破。

　　另外，不得不提到的一點(diǎn)是當(dāng)高功率光纖激光器這個(gè)名詞進(jìn)入視野時(shí)，我們會(huì)自然地將其與低功率激光器進(jìn)行比較，甚至?xí)J(rèn)為二者必須一決雌雄，然而它們之間并非是非此即彼的關(guān)系。李成解釋：“低功率和高功率光纖激光器都有各自的細(xì)分市場(chǎng)，很難說(shuō)哪一種更具優(yōu)勢(shì)。例如100W以下的脈沖光纖激光器主要用于打標(biāo)和雕刻，200-1000W的連續(xù)/準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器主要用于薄板金屬材料的切割和電子產(chǎn)品的焊接，而1000-10000W連續(xù)光纖激光器則主要用于較厚金屬材料的切割和焊接以及大型金屬構(gòu)件的增材制造等?！彪S著激光應(yīng)用工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步和光纖激光器應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，市場(chǎng)對(duì)高功率光纖激光器的需求越來(lái)越多，特別是隨著高功率光纖激光器價(jià)格的不斷下降和用戶對(duì)激光加工效果和加工效率要求的不斷提高，光纖激光器的高功率化趨勢(shì)開(kāi)始變得明顯。這也就是高功率光纖激光器的風(fēng)頭遠(yuǎn)蓋過(guò)低功率光纖激光器的原因。

　　光纖激光器已經(jīng)是全球工業(yè)激光器市場(chǎng)最廣泛使用的激光器，2015年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示約占市場(chǎng)份額的54%，其次是CO2激光器和固體激光器。然而，長(zhǎng)江后浪推前浪，光纖激光器獨(dú)占鰲頭的時(shí)間也不會(huì)持續(xù)太長(zhǎng)，直接半導(dǎo)體激光器將成為高功率光纖激光器的最強(qiáng)對(duì)手。原因在于：“與光纖激光器相比，半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)更短，電光轉(zhuǎn)換效率更高，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，已經(jīng)開(kāi)始在金屬和非金屬材料焊接，金屬材料熔覆和表面處理等方面取得應(yīng)用，并有可能逐漸獲得很大的市場(chǎng)份額?！?/p>

　　國(guó)產(chǎn)光纖激光器機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存

　　相較于國(guó)際上光纖激光器的研究發(fā)展，我國(guó)光纖激光器的研究，呈現(xiàn)出起步晚，但是不斷取得階段性進(jìn)步，逐漸處于世界先進(jìn)水平的整體特征。李成介紹道：“我國(guó)對(duì)于光纖激光器大規(guī)模的研究工作開(kāi)始于2000年以后。在2010年前后研制出了千瓦級(jí)或更高功率的全光纖激光器桌面演示系統(tǒng)。武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司于2013年成功研制出中國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)瓦級(jí)光纖激光器產(chǎn)品，使中國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)能研發(fā)和制造萬(wàn)瓦級(jí)光纖激光器的國(guó)家。”

　　自國(guó)家實(shí)施“千人計(jì)劃”政策以來(lái)，已有十多位光纖激光器及相關(guān)領(lǐng)域的“千人計(jì)劃”專家從世界各地回國(guó)工作。由此可以預(yù)見(jiàn)：我國(guó)在光纖激光器的研發(fā)上不會(huì)滿足于已有的成果，其未來(lái)的發(fā)展也將會(huì)更加明朗。李成滿懷信心地說(shuō)道：“我國(guó)不僅在光纖激光器單元技術(shù)和整機(jī)集成技術(shù)方面達(dá)到世界先進(jìn)水平，而且在光纖器件技術(shù)、特種光纖技術(shù)、半導(dǎo)體激光器封裝和光纖耦合技術(shù)以及半導(dǎo)體激光器芯片技術(shù)等核心器件和材料方面都有了很大的進(jìn)展，已初步形成完備的光纖激光器產(chǎn)業(yè)鏈，相信三到五年內(nèi)能從根本上徹底解決核心原材料依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面?！?/p>

　　截止目前，國(guó)產(chǎn)脈沖光纖激光器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已達(dá)到70%左右，國(guó)產(chǎn)中功率連續(xù)光纖激光器的市場(chǎng)占有率也已接近50%。但是在高功率光纖激光器方面，國(guó)產(chǎn)光纖激光器的品牌認(rèn)可度還有待提升，市場(chǎng)占有率可能還不到15%，絕大部分市場(chǎng)仍然被國(guó)外激光器產(chǎn)品所壟斷。李成坦言：“國(guó)產(chǎn)激光器面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的局面。要想在高端應(yīng)用領(lǐng)域和國(guó)際市場(chǎng)占有一席之地，國(guó)產(chǎn)光纖激光器品牌不僅需要下大力氣提高產(chǎn)品品質(zhì)和服務(wù)水平，而且需要盡快實(shí)現(xiàn)特種光纖和半導(dǎo)體激光器芯片的國(guó)產(chǎn)化，以進(jìn)一步降低成本?！?/p>

　　產(chǎn)學(xué)研一體化勢(shì)在必行

　　中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所、西安光機(jī)所、中電集團(tuán)第11研究所、清華大學(xué)以及兵器裝備研究院和國(guó)防科技大學(xué)在光纖激光器研究方面都取得過(guò)很好的研究業(yè)績(jī)，但是這些研究有的基本停留在實(shí)驗(yàn)室階段，離產(chǎn)品化相去甚遠(yuǎn)。造成這種現(xiàn)象的原因是某些研究人員是想爭(zhēng)取國(guó)家項(xiàng)目，完成基礎(chǔ)或應(yīng)用基礎(chǔ)性研究，通過(guò)發(fā)表科技論文或申請(qǐng)發(fā)明專利的形式體現(xiàn)科研成果，而沒(méi)有以實(shí)際產(chǎn)品作為研究目標(biāo)。與大學(xué)和科研院所不同的是，企業(yè)以營(yíng)利為目標(biāo)，它的主要任務(wù)就是要研發(fā)滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，并以具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品不斷實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。由此可見(jiàn)，國(guó)產(chǎn)光纖激光器的市場(chǎng)化僅僅寄希望于大學(xué)和研究院是行不通的。

　　最近幾年，武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司與華工科技股份有限公司以及華中科技大學(xué)共同承擔(dān)的幾項(xiàng)國(guó)家重大專項(xiàng)，863計(jì)劃項(xiàng)目以及科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目都是以企業(yè)牽頭完成的，取得了很好的效果，科研成果最終都以產(chǎn)品和應(yīng)用示范基地的形式體現(xiàn)。這些成功的實(shí)例給光纖激光器產(chǎn)學(xué)研一體化提供了一個(gè)非常好的思路：以企業(yè)為光纖激光器研究創(chuàng)新的主體，并由他們組織牽頭，聯(lián)合高校和科研院所承擔(dān)光纖激光器的研發(fā)任務(wù)。

　　關(guān)于“產(chǎn)學(xué)研一體化”，李成也說(shuō)出了自己的理解?！皯?yīng)該包括三個(gè)方面的含義：一是如何通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合實(shí)現(xiàn)科研成果的快速轉(zhuǎn)化；二是如何通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合使科研院所的科技人員面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，從實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題；三是通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，增加學(xué)生的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力?！?/p>

　　產(chǎn)學(xué)研一體化的優(yōu)勢(shì)在于使各個(gè)項(xiàng)目從一開(kāi)始就有了明確的應(yīng)用目標(biāo)和產(chǎn)品需求，同時(shí)迫使企業(yè)和高校及科研院所的研究人員為了同一個(gè)目標(biāo)而緊密合作，加強(qiáng)人員的交流和技術(shù)的交流。其實(shí)產(chǎn)學(xué)研一體化的意義遠(yuǎn)不止如此，“學(xué)校的科研人員和學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目得到了產(chǎn)品工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。更重要的是，企業(yè)有豐富工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的國(guó)家“千人計(jì)劃”專家還以兼職教授的方式，為學(xué)校相關(guān)專業(yè)的學(xué)科建設(shè)和研究生培養(yǎng)提供服務(wù)，這對(duì)理工科學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)是有借鑒意義的?！?/p>

　　深圳激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有啟發(fā)意義

　　深圳是繼武漢之后中國(guó)第二個(gè)激光產(chǎn)業(yè)聚集地，單從激光產(chǎn)業(yè)的規(guī)模判斷，深圳是中國(guó)最大的激光產(chǎn)業(yè)聚集地，其激光產(chǎn)業(yè)主要集中在激光加工成套設(shè)備的集成和制造上，就目前深圳光纖激光器產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，還或多或少存在一些不足?！霸诟吖β使饫w激光器及關(guān)鍵器件研究方面，無(wú)論是在人才上還是技術(shù)上，目前都還處于初級(jí)階段。”

　　然而深圳作為中國(guó)改革開(kāi)放的窗口，也具有發(fā)展光纖激光器產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)?！吧钲诘膬?yōu)勢(shì)在于，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，機(jī)制體制靈活，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境好，容易形成人才與資金的聚集，再加上激光設(shè)備集成和應(yīng)用市場(chǎng)完備，只要政府大力支持或者行業(yè)龍頭企業(yè)通過(guò)資本化動(dòng)作延攬人才，發(fā)展高功率光纖激光器產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是比較容易的。”

　　由點(diǎn)入面，深圳光纖激光器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況無(wú)疑能為國(guó)產(chǎn)光纖激光器的研發(fā)帶來(lái)啟發(fā)。李成認(rèn)為，當(dāng)前國(guó)內(nèi)光纖激光器的研究重點(diǎn)應(yīng)主要集中在兩個(gè)方面：一是持續(xù)加強(qiáng)核心器件和關(guān)鍵材料的研究，特別是要大力提升特種光纖和高功率半導(dǎo)體激光器芯片的國(guó)產(chǎn)化水平，盡快實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代，以降低國(guó)產(chǎn)光纖激光器的整機(jī)成本，提高國(guó)產(chǎn)光纖激光器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；二是在現(xiàn)有激光打標(biāo)、激光切割和激光焊接等通用型工業(yè)光纖激光器的基礎(chǔ)上，大力開(kāi)展不同波長(zhǎng)、不同脈沖寬度、不同光譜寬度、不同光束分布以及超高功率和超大能量等定制化和個(gè)性化光纖激光器的研究，以滿足先進(jìn)激光制造，醫(yī)療，科研和國(guó)防對(duì)光纖激光器的特殊需求。