透析中国光纤激光器产业迷局

新闻背景：
  　由国家科技部主办的国家高新区建设20周年成就展于7月5日～9日在国家会议中心举行。西安光机所孵化的高新技术产业公司——中科梅曼激光科技有限公司携其研制并已成功实现产业化的国内首台1000W高功率光纤激光器产品精彩亮相成就展，该产品得到展会组委会的高度认可，作为重要成果列入国家领导人参观的产品。

  　参展期间，中共中央政治局委员、国务委员刘延东，中共中央书记处书记、中央纪委副书记何勇，全国人大常委会副委员长路甬祥，全国人大常委会副委员长、中国科协主席韩启德，全国人大常委会副委员长桑国卫，国务委员兼国务院秘书长马凯，全国政协副主席、科技部部长万钢，科技部党组副书记、副部长王志刚，副部长曹健林，中科院副院长施尔畏等领导到场参观了该产品切割演示并给予高度评价。全国人大副委员长路甬祥在现场视察时指出：“走产、学、研相结合的道路，对企业的发展是很有意义的”。科技部万钢部长与中科梅曼负责人进行了亲切交流，详细询问了该1000W光纤激光切割装备的有关情况，给予充分肯定，他鼓励公司再接再厉，努力创新，在技术发展上争取更大的进步。科技部曹健林副部长在得知参展的数控光纤激光切割装备是中科院西安光机所的高新技术产业化，与企业合作开发的产品时指出，“这种模式要加大宣传”，并当场要求组委会工作人员提供展板，对该产品做更加详细的说明介绍。

  　西安中科梅曼激光科技有限公司是西安光机所近年来坚持产学研并举，将科研成果快速转化的又一成功案例，公司自2011年成立以来，短短一年的时间就已成功推出多种型号的工业级光纤激光器，此次参加展出的1000W高功率光纤激光器是中科梅曼公司，在继成功实现400W、600W工业级光纤激光器之后，于近日成功推出的国内首台拥有自主知识产权的可产业化1000W工业级光纤激光器，该激光器采用先进特种光纤技术、泵浦耦合技术、FBG刻写技术及LD光纤耦合技术，并高度实现光纤一体化。具有输出激光光斑小、亮度高、接近衍射极限的光束质量，转换率高，散热好，体积小，性能稳定，可靠性高，环境适应度高，易操作、免维护、使用方便灵活等满足工业加工应用的优势。可广泛应用于激光切割、打孔、焊接、激光淬火、熔覆及科学研究等领域。

       该光纤激光器与合作伙伴武汉梅曼科技有限公司生产的高精度数控机床有机结合，成为国内唯一实现光、机、电完全自主知识产权的数控光纤激光切割机，整机性能达到国际先进水平，得到了省、市、部委各级领导乃至国家领导人的充分肯定。

  　这一科研成果的产业化，不仅将满足我国工业加工领域对高功率光纤激光器的市场需求，同时也将为打破国外高功率光纤激光器的市场垄断局面，推动我国光纤激光加工产业的国产化发展做出重要贡献。 

      中科梅曼公司1000W高功率光纤激光器的成功产业化，再一次证明西安光机所在创新科研模式及科研方法的探索与实践中，走出了一条学科、人才、产业并举带动技术创新和成果转移转化的成功之路。

  　光纤激光器发展迅速

  　光纤激光器诞生于60年代，发展与90年代后。2000年以后IT泡沫破裂，众多光纤厂家生存困难，IPG等光纤巨头被迫转向研发光纤激光器，造就光纤激光器近十年的飞速发展。

  　光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，是在光纤放大器的基础上开发出来的。与传统激光器相比具有以下优势，如：成本低、小型化、泵浦不需要严格的相位匹配、波导结构、损耗低、转换效率高、阀值低、输出激光波长多、可调谐等。

  　目前光纤激光器已经开始应用到了各个领域，包括光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。

  　特别是在光通讯领域，她更加引人注目。由于光纤激光器以灵巧的半导体激光二极管作为泵浦源,以柔软的光纤作为波导和增益介质,同时可采用光纤光栅,耦合器等光纤元件,因此无需光路机械调整,结构紧凑,便于集成，其特有的全光纤结构使器件的抗电磁干扰性强，温度膨胀系数小，在频域上应用WDM及光纤传感技术可实现多波长可调谐输出，在时域上结合激光锁模技术可产生几乎没有啁啾的皮秒级超短变换极限光脉冲。与固体激光器和半导体激光器相比，光纤激光器具有无可比拟的优点。

      在加工领域，随着大功率双包层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、图像显示和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。目前光纤激光器的功率已突破千瓦。最近宝马公司向IPG订购一批光纤激光器用来焊接车门，标志着光纤激光器开始大规模应用于工业生产。

  　高功率双包层光纤激光器具有效率高、尺寸小、重量轻、成本低等优点，非常适合用于激光武器和其他军事应用，在军事国防领域同样有着非常广泛的应用前景。随着新型双包层光纤激光器技术的发展，高功率光纤激光器是军用激光武器发展中最有潜力的方向之一。

  　最新市场调查显示：光纤激光器供应商将争夺固体激光器及其他激光器在若干关键应用领域的市场份额，而这些市场份额在未来几年将稳步看涨。 

      到2010年，光纤激光器将至少占领工业激光器28亿美元市场份额的四分之一。光纤激光器的销售量将以年增幅愈35％的速度攀升，从2005年的1.4亿美元增至2010年的6.8亿美元。而同期，工业激光器市场每年增幅仅9％，2010年达到28亿美元。

  　我国光纤激光器发展之路

  　2002年南开大学报道了在掺Yb3 + 双包层光纤器中得到了脉宽4. 8ns 的自调Q 脉冲输出和混合调Q 双包层光纤激光中得到峰值功率大于8kW  ,脉宽小于2ns 的脉冲输出。

  　2003年南开大学报道了利用脉冲泵浦获得100kW 峰值功率的调Q 脉冲,以及得到的60nm 可调谐的调Q 脉冲。

  　2003年11月20日报道，上海科学家在激光领域取得新成果，成功开发出输出功率高达107W的光纤激光器。此激光器的全称为“高功率掺镱双包层光纤激光器”，与目前已有的激光器相比它的维护费用和功率消耗都要低得多，寿命是普通激光器的几十倍。该课题组的负责人之一楼祺洪研究员告诉记者，激光打印有着广泛的应用前景，与市民生活直接相关的如食品的生产日期、防伪标志等，若以激光打印代替现在的油墨打印清晰度高、永不褪色、难以仿冒、利于环保，具有国际流行的新趋势。上海科学家研制的光纤激光器使光纤激光输出功率又上升了一个新台阶，最大输出功率达107W，已经遥遥领先于全国同行。

      2004年，南开大学又报道了连续泵浦206kW峰值功率的调Q 脉冲。

  　2004年12月3日，烽火通信报道，继推出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤后，经过艰苦的攻关再创佳绩，将该类新型光纤的输出功率成功提高至440W，达到国际领先水平。

  　这是烽火通信在特种光纤领域迈出的重要一步，同时也是我国在高功率激光器用光纤领域的重大突破。掺镱双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型高功率激光器件，由于其具有光束质量好、效率高、易于散热和易于实现高功率等特点，近年来发展迅速，并已成为高精度激光加工、激光雷达系统、光通信及目标指示等领域中相干光源的重要候选者。双包层掺镱激光器的主要激光增益介质是双包层掺镱光纤，因此双包层掺镱光纤的性能直接决定了该类激光器的转换效率和输出功率。烽火通信作为国内唯一一家进行双包层掺镱光纤研究的单位，在成功推出输出功率达100W以上的完全可商用的双包层掺镱光纤产品后，又加大的研发力度，使得其输出功率实现440W以上，达到国际领先水平。