國產激光器攻克超高功率難題

　　圖① 深圳市創鑫激光股份有限公司激光器輸出頭生產車間。

　　圖② 工作人員在深圳市創鑫激光股份有限公司生產車間內作業。

　　文陽洋攝（中經視覺）

　　激光是20世紀的重大發明，被稱為“最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”。無論是人類的生活、工業、醫療還是航空、電子、生物醫藥，很多行業都會用到激光技術。

　　在激光加工設備中，激光器作為發射激光的裝置，是其“心臟”所在。成立於2004年的深圳市創鑫激光股份有限公司，作為我國首批成立的光纖激光器製造商之一，多年來始終堅持自主創新，致力於推動光纖激光器國產化發展，多項核心技術填補了國內相關領域技術空白，已發展成為國內首批實現在光纖激光器、激光光學器件兩類核心技術上擁有自主知識產權並開展垂直整合的國家高新技術企業之一。

　　自主研發終成正果

　　“光纖激光器具有輸出激光光束質量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料範圍廣和綜合運行成本低等諸多優勢，被譽為‘第三代激光器’，可廣泛應用於雕刻、打標、切割、鑽孔、熔覆、焊接、表面處理、快速成型等材料加工領域。”深圳市創鑫激光股份有限公司董事長蔣峯告訴記者，光纖激光器從0到1實現自主研發，乃至達到產業化標準，研發投產週期長達6年，激光器及相關器件持續研發投入已嚴重超出預期，但企業一直咬牙堅持研發。

　　“在2008年以前，光纖激光技術長期被國外企業壟斷，激光設備價格居高不下，極大地限制了國內激光技術應用的普及。”蔣峯舉例説，在2004年，就連10瓦的小功率激光器都依賴進口，單台價格甚至高達30萬元。現在，同樣性能的20瓦光纖激光器只需4000元左右。

　　“激光被認為是人類生產工具的又一次進步，其在工業領域的普及應用將引領機械加工顛覆式變革。因此，只有實現真正的國產化才能使我們不再受制於人，才能加速推進工業現代化、智能化發展。”蔣峯介紹，該公司自成立後就開始不停摸索，從光纖放大器開始研究，一步步走向光纖激光器的自主研發與創新。“2010年至2014年間，我們逐步實現了光纖激光器及光無源器件產業化，逐步打破了國外技術壁壘與壟斷。我們也成為國內首家實現光纖激光器、激光光學核心器件自主研發生產的民營企業。”蔣峯説。

　　“在國產激光器研製出來的初期，整個激光行業所用激光器幾乎全都是進口的，業內不相信國內企業能做出光纖激光器，我們連一個為企業提供免費試用的機會都很難得到。”深圳市創鑫激光股份有限公司外聯部負責人胡磊談起初期推廣國產激光器的那段日子十分感慨，為了取得客户信任，他們不得不派出專業的工藝人員駐廠一對一跟進調試，直到客户滿意為止。堅持終於得到回報，創鑫激光2012年終於實現了盈虧平衡，此後3年年銷售增長率高達300%。到2015年，創鑫激光的球脈衝光纖激光器出貨量位居全國第一。

　　加大投入成功升級

　　“小功率激光器的應用始終停留在對於金屬表面的處理。如果要實現深層次機械加工，就需要中高功率乃至超高功率激光器。”蔣峯看到了激光應用的發展趨勢，在做小功率設備的同時着手中高功率技術儲備。

　　2017年至2019年間，該公司陸續面向工業切割市場推出了10千瓦至35千瓦激光器，在效率、質量和成本三方面全面提升了切割加工能力，推動了激光設備行業向超高功率快速發展。

　　2016年，創鑫激光院士專家工作站成立。產學研深度融合讓創鑫激光的技術創新如虎添翼。2018年，創鑫激光的萬瓦級能量合束器及QBH等高功率器件研發成功。2019年，創鑫激光25千瓦超高功率多模連續光纖激光器獲得工信部頒發的科技成果登記證書，這也是國內首款通過國家認證的萬瓦級激光器。同年，創鑫激光推出自主研發的國內最高功率5千瓦單模塊連續光纖激光器以及首款35千瓦多模連續光纖激光器。

　　“近年來，我們平均每年的研發投入佔總營業額6.5%以上。”蔣峯表示，只有不斷創新，才能使企業擁有長久的生命力。在企業創新過程中，需要瞄準市場發展趨勢，所有產品要實現從實驗室到用户加工現場的無縫連接。同時，還需要不斷從一線需求中發現技術瓶頸或壁壘，並以此為導向制定研發方案，從而推動產品快速迭代滿足市場需求。

　　截至目前，創鑫激光已擁有國內外專利323項、計算機軟件著作權23項，並已自主研發生產包括泵源、泵浦合束器、能量合束器、光纖光柵、激光輸出頭、隔離器、剝模器等在內的一系列高功率核心光學器件。2019年，創鑫激光獲評中國科創企業百強、榮格技術創新獎、中國工業激光器創新貢獻獎。如今，創鑫激光的銷售網絡不僅覆蓋全國各地，還遠銷20多個國家和地區，在全球光纖激光器行業中佔有一席之地。

　　加快極光產業聚集

　　產業發展與提升不能僅僅依靠一家之力。近年來，創鑫激光着力實施“整合制勝”發展路線，通過標準輸出協助國內廠商共同突破超高功率技術難題。“這種垂直整合生態鏈模式會促進包括國產芯片、國產光纖在內的上游供應鏈升級。同時推動激光切割頭、操作軟件、激光設備系統等周邊配套不斷向萬瓦級激光器產品靠攏。”蔣峯説。

　　9月4日，創鑫激光攜手山東濟南邦德激光股份有限公司，聯合發佈了最新的40千瓦激光切割設備。其中，創鑫激光自主研發的40千瓦多模連續激光器創下國內同類工業切割用激光器功率最高紀錄，所配備的單模塊6千瓦也同步打破了國內工業實用型單模最高紀錄。

　　創鑫激光推出的40千瓦多模連續光纖激光器，是基於其自身核心光學器件的技術突破，採用國內最高6千瓦的單模塊合束，集成了包括高功率泵浦技術、高功率剝模器激光、高功率合束器等技術以及國內首款EtherCAT總線控制技術等多項技術，意味着能用更少的模塊、更優化的集成輸出更穩定高效的加工能力。

　　蔣峯認為，40千瓦激光的推出不僅重新定義了超高功率核心器件的各項參數指標，也是自主研發能力的真實反映，一定程度上代表了目前國產激光器在超高功率領域的技術水平，填補了我國在高功率和超高功率領域的技術空白。更為關鍵的是，在大力發展“新基建”的背景下，5G、新能源、城際高速鐵路和城市軌道交通等都將迎來高速發展，必將催生更多激光加工應用需求，對激光加工提出了更高要求。萬瓦級激光切割因其精度高、質量好、效率高等優勢，必將得到廣泛應用。40千瓦切割設備的推出將對我國激光行業核心技術的研發產生推動作用。

　　胡磊告訴記者，深圳市寶安區是深圳激光產業聚集核心區域。為進一步推動激光產業發展，寶安區正全力推進“新橋·深圳激光谷”激光產業城的建設，計劃用3年到5年的時間，通過整治提升34萬平方米產業載體及整備225畝產業用地，實現100億元以上年產值規模，初步實現產業鏈集聚的激光應用產業園區；10年內實現產值500億元以上、產業鏈齊全的全球技術領先的激光裝備研發與應用產業集聚區。創鑫激光作為行業龍頭企業之一，正協助參與“激光谷”建設，包括激光器、光學器件、芯片等在內的激光核心產業鏈正逐一落户“激光谷”。未來，創鑫激光還將協同廣東省激光行業協會、激光谷園區助力孵化創新創業團隊，為行業發展增添新動能。（經濟日報·中國經濟網記者 楊陽騰）