激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之后，人類的又一重大發明，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。激光的出現和應用也被看做是人類使用工具的第三次飛躍。當下，新技術、新應用以及現有技術的不斷改進都使激光市場的競爭愈演愈烈。

而作為激光產業的核心部件——光纖激光器的發展更是決定著激光產業未來的走向。二者之間的關系可用“唇亡齒寒”形容。在過去的10年里，光纖激光技術在輸出功率、光束質量和亮度等方面取得了巨大進步，這些新的制造技術會引發更多的目前尚未實現或等待開發的新設計和加工方法。

高功率光纖激光器已經成為激光領域最為活躍的研究方向之一。已經或正在許多應用領域替代化學、氣體和普通固體激光器，對激光器市場產生了革命性的改變，是“激光產業的新寵兒”。被譽為“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業界專家們的極大關注。

技術的發展是相輔相成的

1964年光纖激光器研究取得一定進展后，其發展基本停滯不前，卻在最近幾年成為研究和關注的熱點。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是因為沒有合適的材料器件和泵浦源。直到上世紀八十年代后期，光纖通信技術和半導體泵浦固體激光器技術的發展催生和促進了光纖激光器技術的發展。同時，上世紀八十年代末。光纖激光器的飛速發展又極大地帶動了高功率高亮度光纖耦合半導體激光器的發展和工業應用。這兩者的結合才再次為光纖激光器的發展提供了轉機，特別是隨后在九十年代初雙包層和大模場光纖的相繼發明，極大地提高了光纖激光器的泵浦功率和效率。李成對光纖激光器的發展做出了精辟的總結：技術的發展不是孤立的，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是一個孤立的過程。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，整機集成技術，核心器件技術，和半導體封裝和光纖耦合技術的突破。

另外，不得不提到的一點是當高功率光纖激光器這個名詞進入視野時，我們會自然地將其與低功率激光器進行比較，甚至會認為二者必須一決雌雄，然而它們之間并非是非此即彼的關系。李成解釋：“低功率和高功率光纖激光器都有各自的細分市場，很難說哪一種更具優勢。例如100W以下的脈沖光纖激光器主要用于打標和雕刻，200-1000W的連續/準連續光纖激光器主要用于薄板金屬材料的切割和電子產品的焊接，而1000-10000W連續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件的增材制造等?！彪S著激光應用工藝技術的不斷進步和光纖激光器應用領域不斷拓展，市場對高功率光纖激光器的需求越來越多，特別是隨著高功率光纖激光器價格的不斷下降和用戶對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開始變得明顯。這也就是高功率光纖激光器的風頭遠蓋過低功率光纖激光器的原因。

光纖激光器已經是全球工業激光器市場最廣泛使用的激光器，2015年的統計數據顯示約占市場份額的54%，其次是CO2激光器和固體激光器。然而，長江后浪推前浪，光纖激光器獨占鰲頭的時間也不會持續太長，直接半導體激光器將成為高功率光纖激光器的最強對手。原因在于：“與光纖激光器相比，半導體激光器波長更短，電光轉換效率更高，結構更為簡單，已經開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用，并有可能逐漸獲得很大的市場份額。”

國產光纖激光器機遇和挑戰并存

相較于國際上光纖激光器的研究發展，我國光纖激光器的研究，呈現出起步晚，但是不斷取得階段性進步，逐漸處于世界先進水平的整體特征。李成介紹道：“我國對于光纖激光器大規模的研究工作開始于2000年以后。在2010年前后研制出了千瓦級或更高功率的全光纖激光器桌面演示系統。武漢銳科光纖激光技術股份有限公司于2013年成功研制出中國第一臺萬瓦級光纖激光器產品，使中國成為繼美國之后第二個能研發和制造萬瓦級光纖激光器的國家?！?/p>

自國家實施“***”政策以來，已有十多位光纖激光器及相關領域的“***”專家從世界各地回國工作。由此可以預見：我國在光纖激光器的研發上不會滿足于已有的成果，其未來的發展也將會更加明朗。李成滿懷信心地說道：“我國不僅在光纖激光器單元技術和整機集成技術方面達到世界先進水平，而且在光纖器件技術、特種光纖技術、半導體激光器封裝和光纖耦合技術以及半導體激光器芯片技術等核心器件和材料方面都有了很大的進展，已初步形成完備的光纖激光器產業鏈，相信三到五年內能從根本上徹底解決核心原材料依賴進口的被動局面?！?/p>

截止目前，國產脈沖光纖激光器的國內市場占有率已達到70%左右，國產中功率連續光纖激光器的市場占有率也已接近50%。但是在高功率光纖激光器方面，國產光纖激光器的品牌認可度還有待提升，市場占有率可能還不到15%，絕大部分市場仍然被國外激光器產品所壟斷。李成坦言：“國產激光器面臨著機遇和挑戰并存的局面。要想在高端應用領域和國際市場占有一席之地，國產光纖激光器品牌不僅需要下大力氣提高產品品質和服務水平，而且需要盡快實現特種光纖和半導體激光器芯片的國產化，以進一步降低成本。”

產學研一體化勢在必行

中國科學院上海光機所、西安光機所、中電集團第11研究所、清華大學以及兵器裝備研究院和國防科技大學在光纖激光器研究方面都取得過很好的研究業績，但是這些研究有的基本停留在實驗室階段，離產品化相去甚遠。造成這種現象的原因是某些研究人員是想爭取國家項目，完成基礎或應用基礎性研究，通過發表科技論文或申請發明專利的形式體現科研成果，而沒有以實際產品作為研究目標。與大學和科研院所不同的是，企業以營利為目標，它的主要任務就是要研發滿足市場需求的產品，并以具有競爭力的產品不斷實現企業的可持續發展。由此可見，國產光纖激光器的市場化僅僅寄希望于大學和研究院是行不通的。

最近幾年，武漢銳科光纖激光技術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共同承擔的幾項國家重大專項，863計劃項目以及科技支撐計劃項目都是以企業牽頭完成的，取得了很好的效果，科研成果最終都以產品和應用示范基地的形式體現。這些成功的實例給光纖激光器產學研一體化提供了一個非常好的思路：以企業為光纖激光器研究創新的主體，并由他們組織牽頭，聯合高校和科研院所承擔光纖激光器的研發任務。

關于“產學研一體化”，李成也說出了自己的理解?！皯摪ㄈ齻€方面的含義：一是如何通過產學研結合實現科研成果的快速轉化；二是如何通過產學研結合使科研院所的科技人員面向國民經濟主戰場，從實際應用中發現并解決問題；三是通過產學研結合，增加學生的工程實踐經驗，培養學生的創新創業能力。”

產學研一體化的優勢在于使各個項目從一開始就有了明確的應用目標和產品需求，同時迫使企業和高校及科研院所的研究人員為了同一個目標而緊密合作，加強人員的交流和技術的交流。其實產學研一體化的意義遠不止如此，“學校的科研人員和學生通過項目得到了產品工程實踐經驗。更重要的是，企業有豐富工程技術經驗的國家“***”專家還以兼職教授的方式，為學校相關專業的學科建設和研究生培養提供服務，這對理工科學校創新創業人才的培養是有借鑒意義的?！?/p>

深圳激光產業發展具有啟發意義

深圳是繼武漢之后中國第二個激光產業聚集地，單從激光產業的規模判斷，深圳是中國最大的激光產業聚集地，其激光產業主要集中在激光加工成套設備的集成和制造上，就目前深圳光纖激光器產業發展來看，還或多或少存在一些不足?！霸诟吖β使饫w激光器及關鍵器件研究方面，無論是在人才上還是技術上，目前都還處于初級階段?！?/p>

然而深圳作為中國改革開放的窗口，也具有發展光纖激光器產業得天獨厚的優勢?！吧钲诘膬瀯菰谟?，市場經濟發展水平高，機制體制靈活，創新創業環境好，容易形成人才與資金的聚集，再加上激光設備集成和應用市場完備，只要政府大力支持或者行業龍頭企業通過資本化動作延攬人才，發展高功率光纖激光器產業應該是比較容易的。”

由點入面，深圳光纖激光器產業的發展情況無疑能為國產光纖激光器的研發帶來啟發。李成認為，當前國內光纖激光器的研究重點應主要集中在兩個方面：一是持續加強核心器件和關鍵材料的研究，特別是要大力提升特種光纖和高功率半導體激光器芯片的國產化水平，盡快實現全面進口替代，以降低國產光纖激光器的整機成本，提高國產光纖激光器的市場競爭力；二是在現有激光打標、激光切割和激光焊接等通用型工業光纖激光器的基礎上，大力開展不同波長、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性化光纖激光器的研究，以滿足先進激光制造，醫療，科研和國防對光纖激光器的特殊需求。