项目简介

激光制造是21世纪的先进制造和工业强国的基础，已成为制造强国提升制造业水平的革命性手段。中国是世界制造大国，激光制造推动我国制造业转型升级迈向制造强国起到不可替代作用。由于光纤激光器的增益介质、谐振腔、泵浦源都由光纤焊接在一起，没有镜片，极大地提高了激光器的稳定性，降低了制造成本，已成为激光制造的“心脏”。

在国家和企业支持下，项目经过13年“产学研用”联合攻关，全方位开展了基础理论、核心材料、核心器件、工艺方法、设计制造等创新研究，攻克了抑制光致暗化和拉曼效应激光光纤技术、高功率锁波长泵浦源技术、超高功率高亮度光纤合束技术等国际难题，颠覆了国际激光光纤包层结构为八边形的技术，创新发明了圆形改性包层结构的大模场双包层激光光纤，形成了中国特色的工业光纤激光器体系。

1)突破了激光光纤光致暗化和拉曼效应技术瓶颈。提出基于粒子数反转模型光致暗化快速测试新方法；建立了基于氧缺陷控制的光致暗化理论模型；创新设计了四氟柱嵌入内包层圆形结构的Yb/Ce/P/Al共掺双包层大模场激光光纤。包层泵浦光吸收率、拉曼阈值和光致暗化比国际通用八边形分别提高67%、31%和降低18.5dB/m。

2)创建高功率锁波长半导体激光泵浦源新技术。建立新型梯度函数控制变温变速MOCVD外延技术，开发30、50W/9XXnm激光单管芯片，解决激光芯片卡脖子问题。提出VBG外腔反馈的增益与损耗的理论模型，发明基于温度控制芯片输出模式反馈的VBG波长锁定技术和斜面式多管芯+偏振合束技术。开发了200μm芯径输出功率710W的波长锁定半导体激光泵浦源。产品性能国际领先。

3）攻克超高功率高亮度光纤合束难题。首创激光精准剥离光纤包层技术，克服了国际传统的氢氟酸腐蚀带来的光纤表面损伤，突破了提高合束亮度的技术瓶颈，研发了合束输出10kW、20kW、30kW、100kW等系列工业光纤激光器产品，其中100kW的耦合效率和亮度比国际同类产品分别提高4.2%和61.25%。

授权发明专利157项（海外专利3项），软件著作权151项,专著1部，国标/行标/团标等10项。省部级特等奖1项、一等奖1项。建成中国第一、全球第二的光纤激光产业基地，自主研制生产了6大类200多个品种高性能工业光纤激光器，年产能15万台。推动工业光纤激光器价格降低＞20倍，市场扩大＞100倍。工业光纤激光器及其激光制造装备全球用户达2万多家，包括欧美等100多个国家和地区，中国市场份额第一，带动我国光纤激光器进入百亿、激光装备进入千亿、激光应用进入数万亿元市场。项目中，仅光纤激光器6年累计实现销售收入合计133.39亿元，利润总额合计21.39亿元，纳税总额合计8.00亿元。深刻改变了全球激光产业竞争格局，带动了我国工业光纤激光器和激光制造装备跨越式发展，并推广应用到航空、航天、汽车、船舶、能源、核工业等国家重大领域。