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激光被譽(yù)為“最快的刀”。近年來(lái),具備超快、超強和超寬頻譜特點(diǎn)的飛秒激光技術(shù)日趨成熟,在特種加工、晶圓切割、近視手術(shù)、檢驗檢測等領(lǐng)域廣泛應用。脈沖寬度和輸出功率,是衡量飛秒激光器水平高低的核心指標。盡可能壓縮脈寬的同時(shí)提升功率,是各大研發(fā)機構以及飛秒激光器生產(chǎn)廠(chǎng)商競逐的焦點(diǎn)。日前,光谷企業(yè)華日激光宣布,其與光谷實(shí)驗室攜手研發(fā)的飛秒激光器非線(xiàn)性壓縮模塊已具備行業(yè)應用條件,即將走向市場(chǎng)。“應用非線(xiàn)性壓縮模塊后,華日激光生產(chǎn)的飛秒激光器脈寬可壓縮至200飛秒以下、功率超過(guò)500瓦。這款產(chǎn)品填補了國內空白,具備沖擊國際先進(jìn)水平的潛力?!比A日激光超快光纖實(shí)驗室主任陳少祥說(shuō)。借智借力光谷實(shí)驗室,華日激光的拳頭產(chǎn)品實(shí)現了“能級躍升”,研企合作磨出了“更快的刀”。為飛秒激光器加裝“渦輪增壓器華日激光在高端激光器研發(fā)生產(chǎn)和激光應用領(lǐng)域挨爬滾打多年,激光器產(chǎn)品線(xiàn)涵蓋皮秒、納秒、飛秒等多個(gè)領(lǐng)域。梳理其飛秒激光器產(chǎn)品不難發(fā)現,功率超過(guò)百瓦的產(chǎn)品僅有2款,且脈寬僅為500到800飛秒,脈寬達到300飛秒的產(chǎn)品,功率卻不超過(guò)100瓦。“業(yè)界普遍認為,激光器的脈寬小于200飛秒,才是‘真’飛秒,而要吸引高端行業(yè)用戶(hù),輸出功率至少要達到500瓦?!标惿傧樘寡?,脈寬和功率兩座大山橫亙在前,制約了華日激光沖擊高端的步伐。轉機發(fā)生在2021年。當年2月13日召開(kāi)的湖北省科技創(chuàng )新大會(huì )上,包括光谷實(shí)驗室在內的首批7個(gè)湖北實(shí)驗室集中揭牌。5月14日,光谷實(shí)驗室理事會(huì )第一次會(huì )議明確提出.重點(diǎn)推進(jìn)千瓦飛秒光纖激光與EUV相干光源等4大項目聯(lián)合科研攻關(guān)。飛秒激光器非線(xiàn)性壓縮模塊,脫胎于光谷實(shí)驗室與華日激光的聯(lián)合科研攻關(guān)。陳少祥介紹,非線(xiàn)性壓縮模塊可被形象地理解為汽車(chē)上使用的渦輪增壓器一--通過(guò)應用該模塊,可在不影響激光器主體輸出穩定性與高光束質(zhì)量的前提下,獲得50飛秒、500瓦量級的高功率極窄超快脈沖輸出?!皩θA日激光飛秒激光器產(chǎn)品線(xiàn)來(lái)說(shuō),可謂顛覆性創(chuàng )新。據了解,當前全球范圍內可提供極窄超快脈沖輸出的鈦寶石飛秒激光器生產(chǎn)研發(fā)被歐美企業(yè)壟斷。然而其售價(jià)動(dòng)輒超過(guò)百萬(wàn)元,且對使用環(huán)境要求極其苛刻。更重要的是,鈦寶石飛秒激光器的功率最高僅為10瓦,難以實(shí)現工業(yè)級應用。業(yè)內人士指出,光谷實(shí)驗室與華日激光攜手推動(dòng)非線(xiàn)性壓縮技術(shù)從實(shí)驗室走向生產(chǎn)線(xiàn),無(wú)異于在飛秒激光器應用領(lǐng)域扔下一顆“重磅炸彈”。憑借這一產(chǎn)品,華日激光有望在高端飛秒激光器市場(chǎng)站穩腳跟。
KPI從“寫(xiě)論文”轉向“產(chǎn)業(yè)化”
“從校企合作到研企合作,科技成果轉化的質(zhì)量和效率都有顯著(zhù)提升?!闭劶凹す夥蔷€(xiàn)性壓縮技術(shù)走向應用的過(guò)程,華中科技大學(xué)光電學(xué)院、光谷實(shí)驗室雙聘教授李政言很是感慨。事實(shí)上,作為光谷知名激光企業(yè),華日激光很早就與華中科技大學(xué)等本地高校展開(kāi)合作,推動(dòng)科研成果轉化。陳少祥回憶,2018年,華日激光就曾向華中科技大學(xué)科研團隊提出合作推動(dòng)激光非線(xiàn)性壓縮技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化,受科技成果轉化機制等因素影響,一直難以實(shí)質(zhì)推進(jìn)。光谷實(shí)驗室團隊與華日激光合作開(kāi)展相干合束試驗。(本文圖片均為湖北日報全媒記者 魏錸 攝) 湖北日報全媒記者 李源 通訊員 嚴莎
科研端,精密測量、精密探測、物質(zhì)反應過(guò)程觀(guān)測等領(lǐng)域迫切需要飛秒激光器脈寬“再窄一點(diǎn)”,應用端,晶圓加工廠(chǎng)、面板生產(chǎn)廠(chǎng)、電池制造廠(chǎng)等企業(yè)迫切需要飛秒激光器輸出功率“再大一點(diǎn)”。“技術(shù)和市場(chǎng)都有呼聲?!崩钫哉f(shuō),華中科技大學(xué)在激光非線(xiàn)性壓縮領(lǐng)域深耕多年,具備深厚的技術(shù)儲備。但機制和平臺的缺失,讓科研成果難以從論文變成產(chǎn)品。他說(shuō),高校的核心工作是教書(shū)育人,對教師的考核,重點(diǎn)是上了多少課、發(fā)了多少論文。以非線(xiàn)性壓縮技術(shù)為例,相關(guān)科研成果是否應用到產(chǎn)業(yè)端,是否走向市場(chǎng),對教師考核而言只是“錦上添花”,很難因此充分調動(dòng)積極性。“光谷實(shí)驗室成立之后,教師被‘解放’了?!比A中科技大學(xué)物理學(xué)院、光谷實(shí)驗室雙聘教授張慶斌說(shuō)。以光谷實(shí)驗室聘用教授身份與企業(yè)開(kāi)展聯(lián)合科研攻關(guān),科研成果有沒(méi)有支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為考核重點(diǎn),寫(xiě)論文反而成了“錦上添花”。“能為之不斷奮斗的好科研項目,是要么“上書(shū)架’,要么“上貨架’,當然最好是兩者都能上?!崩钫哉f(shuō),用論文承載科研成果,體現了自己作為高校教師的價(jià)值。實(shí)現科研成果的轉化,同時(shí)解決了企業(yè)關(guān)切的問(wèn)題,則體現了自己作為光谷實(shí)驗室成員的價(jià)值。這個(gè)過(guò)程實(shí)現了KPI的轉向,讓高校教師更有成就感?!拔覀儾粌H在實(shí)驗室里寫(xiě)論文,更在生產(chǎn)線(xiàn)上轉化了成果?!?/span>
國產(chǎn)高功率飛秒激光器漸行漸近
上月,華日激光攜非線(xiàn)性壓縮模塊公開(kāi)亮相上海光博會(huì ),吸引不少潛在客戶(hù)關(guān)注。年內,該模塊有望開(kāi)始接單,真正實(shí)現行業(yè)應用。李政言說(shuō),從2021年下半年雙方正式開(kāi)始接觸,到去年下半年生產(chǎn)出第一臺樣機,研企合作經(jīng)歷了很長(cháng)一段時(shí)間磨合期。對標的是國際先進(jìn)水平,研發(fā)難度不言而喻。脈寬降不下來(lái)、功率升不上來(lái),怎么辦?為提升合作質(zhì)效,光谷實(shí)驗室派人常駐華日激光,教授專(zhuān)家“隨叫隨到”,雙方緊密協(xié)同、攜手攻關(guān)。“研企合作積極、深度,互相毫無(wú)保留?!标惿傧檎f(shuō)只有解開(kāi)束縛創(chuàng )新的枷鎖,雙方才能真正“甩開(kāi)膀子干”。非線(xiàn)性壓縮模塊的成功研發(fā)固然值得欣喜,也應看到,國際先進(jìn)水平已將脈寬壓縮至個(gè)位數,德國產(chǎn)的飛秒激光器,輸出功率高達千瓦甚至萬(wàn)瓦。對標光谷實(shí)驗室提出的“千瓦級”目標任務(wù),新技術(shù)新產(chǎn)品研發(fā)還有很長(cháng)一段路要走。在張慶斌教授的帶領(lǐng)下,光谷實(shí)驗室團隊正與華日激光合作開(kāi)展相干合束試驗。“一束激光功率和能量有限,把幾束、十幾束甚至幾十束激光‘合’在一起,功率和能量就上去了?!崩钫哉f(shuō),相干合束技術(shù)可在保持脈寬恒定的同時(shí),有效提升激光器的功率和能量,目前已具備200瓦、230飛秒的國內領(lǐng)先水平。不久的將來(lái),我們有望看到更多飛秒激光器的世界級創(chuàng )新成果從華日激光走下產(chǎn)線(xiàn)。(內容來(lái)源:湖北日報,如有侵刪,聯(lián)系我們)