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中国国产万瓦光纤激光器问世 有望打破国外技术垄断
Date:2014-04-26Source:

新华网武汉4月24日讯(新华社记者李劲峰、俞俭)

  中国首台万瓦光纤激光器近日在武汉问世。一些权威专家表示,国产万瓦光纤激光器的研制成功,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。中国成为继美国之后,第二个掌握此项尖端技术的国家。

  从小到给工件产品打上标记,大到飞机轮船制造,激光在各项工业生产活动中用途越来越广。通过增益光纤产生激光的光纤激光器,相对于传统的固体激光器与二氧化碳激光器,具有装备体积小、能源利用高、使用成本低等特点。

  近日在武汉亮相的这台能发出1万瓦激光束的国产光纤激光器,大小仅两台冰柜大。设备开启后,带上特殊滤镜就能看到从光纤发出的一束激光,检测仪器上显示激光功率的数据很快从零增长到1万瓦。

  据技术人员介绍,激光器内安装有10组将电能转变为光能的光纤激光器模块,每组模块发出的1.1千瓦激光经光纤合束后从一根光纤输出,功率就能达到1万瓦。在工业加工领域,万瓦级光纤激光器在汽车制造、船舶制造、飞机制造、大型3D打印等方面都大有用武之地。

  据国际光电子行业相关咨询机构预测,未来数年内,高功率光纤激光器成为主流工业激光器的趋势明显,有望在金属材料的快速切割、远程焊接、大型轮船的船体焊接,以及钢筋混凝土结构的切割与打孔等工业领域取得突破性进展。

  中国国产高功率光纤激光器研发成功,将有利于突破国外在此领域的技术垄断与封锁。锐科公司总工程师闫大鹏说,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。

  “目前我国中低功率光纤激光器的制造技术已十分成熟,但高功率激光合束与泵浦耦合等领域的技术难题和器件缺乏,造成高功率光纤激光器长期依赖从国外进口。”闫大鹏说。

  从2012年开始,锐科研发中心的闫大鹏和李成两名中国“千人计划”专家共同带领一支50多人的研发团队,在4千瓦光纤激光器基础上,耗时一年成功研制出万瓦光纤激光器。担任锐科公司副总经理的李成说,万瓦光纤激光器中使用的高功率激光合束器和泵浦耦合器等关键核心部件都是依靠自主研发,完全具有自主知识产权。

  据介绍,面对市场巨大需求,国产万瓦光纤激光器在经过进一步完善后,有望尽快用于工业生产。目前已有中国企业准备订购多台此类高功率激光器。

  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。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。

  闫大鹏说,相对于美国已经掌握的5万瓦光纤激光器研发技术,国产光纤激光器还存在较大技术差距,“我们将按照一年一个台阶的步骤,继续努力,计划今年内向2万瓦技术冲刺”。

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