激光器作為發(fā)射激光的裝置，是其“心臟”所在

激光是20世紀(jì)的重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。無論是人類的生活、工業(yè)、醫(yī)療還是航空、電子、生物醫(yī)藥，很多行業(yè)都會用到激光技術(shù)。

在激光加工設(shè)備中，激光器作為發(fā)射激光的裝置，是其“心臟”所在。成立于2004年的深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司，作為我國首批成立的光纖激光器制造商之一，多年來始終堅持自主創(chuàng)新，致力于推動光纖激光器國產(chǎn)化發(fā)展，多項核心技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)空白，已發(fā)展成為國內(nèi)首批實現(xiàn)在光纖激光器、激光光學(xué)器件兩類核心技術(shù)上擁有自主知識產(chǎn)權(quán)并開展垂直整合的國家高新技術(shù)企業(yè)之一。

自主研發(fā)終成正果

“光纖激光器具有輸出激光光束質(zhì)量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料范圍廣和綜合運行成本低等諸多優(yōu)勢，被譽(yù)為‘第三代激光器’，可廣泛應(yīng)用于雕刻、打標(biāo)、切割、鉆孔、熔覆、焊接、表面處理、快速成型等材料加工領(lǐng)域。”深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司董事長蔣峰告訴記者，光纖激光器從0到1實現(xiàn)自主研發(fā)，乃至達(dá)到產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)投產(chǎn)周期長達(dá)6年，激光器及相關(guān)器件持續(xù)研發(fā)投入已嚴(yán)重超出預(yù)期，但企業(yè)一直咬牙堅持研發(fā)。

“在2008年以前，光纖激光技術(shù)長期被國外企業(yè)壟斷，激光設(shè)備價格居高不下，極大地限制了國內(nèi)激光技術(shù)應(yīng)用的普及。”蔣峰舉例說，在2004年，就連10瓦的小功率激光器都依賴進(jìn)口，單臺價格甚至高達(dá)30萬元?，F(xiàn)在，同樣性能的20瓦光纖激光器只需4000元左右。

“激光被認(rèn)為是人類生產(chǎn)工具的又一次進(jìn)步，其在工業(yè)領(lǐng)域的普及應(yīng)用將引領(lǐng)機(jī)械加工顛覆式變革。因此，只有實現(xiàn)真正的國產(chǎn)化才能使我們不再受制于人，才能加速推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展。”蔣峰介紹，該公司自成立后就開始不停摸索，從光纖放大器開始研究，一步步走向光纖激光器的自主研發(fā)與創(chuàng)新?！?010年至2014年間，我們逐步實現(xiàn)了光纖激光器及光無源器件產(chǎn)業(yè)化，逐步打破了國外技術(shù)壁壘與壟斷。我們也成為國內(nèi)首家實現(xiàn)光纖激光器、激光光學(xué)核心器件自主研發(fā)生產(chǎn)的民營企業(yè)。”蔣峰說。

“在國產(chǎn)激光器研制出來的初期，整個激光行業(yè)所用激光器幾乎全都是進(jìn)口的，業(yè)內(nèi)不相信國內(nèi)企業(yè)能做出光纖激光器，我們連一個為企業(yè)提供免費試用的機(jī)會都很難得到?！鄙钲谑袆?chuàng)鑫激光股份有限公司外聯(lián)部負(fù)責(zé)人胡磊談起初期推廣國產(chǎn)激光器的那段日子十分感慨，為了取得客戶信任，他們不得不派出專業(yè)的工藝人員駐廠一對一跟進(jìn)調(diào)試，直到客戶滿意為止。堅持終于得到回報，創(chuàng)鑫激光2012年終于實現(xiàn)了盈虧平衡，此后3年年銷售增長率高達(dá)300%。到2015年，創(chuàng)鑫激光的球脈沖光纖激光器出貨量位居全國第一。

加大投入成功升級

“小功率激光器的應(yīng)用始終停留在對于金屬表面的處理。如果要實現(xiàn)深層次機(jī)械加工，就需要中高功率乃至超高功率激光器。”蔣峰看到了激光應(yīng)用的發(fā)展趨勢，在做小功率設(shè)備的同時著手中高功率技術(shù)儲備。

2017年至2019年間，該公司陸續(xù)面向工業(yè)切割市場推出了10千瓦至35千瓦激光器，在效率、質(zhì)量和成本三方面全面提升了切割加工能力，推動了激光設(shè)備行業(yè)向超高功率快速發(fā)展。

2016年，創(chuàng)鑫激光院士專家工作站成立。產(chǎn)學(xué)研深度融合讓創(chuàng)鑫激光的技術(shù)創(chuàng)新如虎添翼。2018年，創(chuàng)鑫激光的萬瓦級能量合束器及QBH等高功率器件研發(fā)成功。2019年，創(chuàng)鑫激光25千瓦超高功率多模連續(xù)光纖激光器獲得工信部頒發(fā)的科技成果登記證書，這也是國內(nèi)首款通過國家認(rèn)證的萬瓦級激光器。同年，創(chuàng)鑫激光推出自主研發(fā)的國內(nèi)最高功率5千瓦單模塊連續(xù)光纖激光器以及首款35千瓦多模連續(xù)光纖激光器。

“近年來，我們平均每年的研發(fā)投入占總營業(yè)額6.5%以上。”蔣峰表示，只有不斷創(chuàng)新，才能使企業(yè)擁有長久的生命力。在企業(yè)創(chuàng)新過程中，需要瞄準(zhǔn)市場發(fā)展趨勢，所有產(chǎn)品要實現(xiàn)從實驗室到用戶加工現(xiàn)場的無縫連接。同時，還需要不斷從一線需求中發(fā)現(xiàn)技術(shù)瓶頸或壁壘，并以此為導(dǎo)向制定研發(fā)方案，從而推動產(chǎn)品快速迭代滿足市場需求。

截至目前，創(chuàng)鑫激光已擁有國內(nèi)外專利323項、計算機(jī)軟件著作權(quán)23項，并已自主研發(fā)生產(chǎn)包括泵源、泵浦合束器、能量合束器、光纖光柵、激光輸出頭、隔離器、剝模器等在內(nèi)的一系列高功率核心光學(xué)器件。2019年，創(chuàng)鑫激光獲評中國科創(chuàng)企業(yè)百強(qiáng)、榮格技術(shù)創(chuàng)新獎、中國工業(yè)激光器創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎。如今，創(chuàng)鑫激光的銷售網(wǎng)絡(luò)不僅覆蓋全國各地，還遠(yuǎn)銷20多個國家和地區(qū)，在全球光纖激光器行業(yè)中占有一席之地。

加快極光產(chǎn)業(yè)聚集

產(chǎn)業(yè)發(fā)展與提升不能僅僅依靠一家之力。近年來，創(chuàng)鑫激光著力實施“整合制勝”發(fā)展路線，通過標(biāo)準(zhǔn)輸出協(xié)助國內(nèi)廠商共同突破超高功率技術(shù)難題。“這種垂直整合生態(tài)鏈模式會促進(jìn)包括國產(chǎn)芯片、國產(chǎn)光纖在內(nèi)的上游供應(yīng)鏈升級。同時推動激光切割頭、操作軟件、激光設(shè)備系統(tǒng)等周邊配套不斷向萬瓦級激光器產(chǎn)品靠攏?！笔Y峰說。

9月4日，創(chuàng)鑫激光攜手山東濟(jì)南邦德激光股份有限公司，聯(lián)合發(fā)布了最新的40千瓦激光切割設(shè)備。其中，創(chuàng)鑫激光自主研發(fā)的40千瓦多模連續(xù)激光器創(chuàng)下國內(nèi)同類工業(yè)切割用激光器功率最高紀(jì)錄，所配備的單模塊6千瓦也同步打破了國內(nèi)工業(yè)實用型單模最高紀(jì)錄。

創(chuàng)鑫激光推出的40千瓦多模連續(xù)光纖激光器，是基于其自身核心光學(xué)器件的技術(shù)突破，采用國內(nèi)最高6千瓦的單模塊合束，集成了包括高功率泵浦技術(shù)、高功率剝模器激光、高功率合束器等技術(shù)以及國內(nèi)首款EtherCAT總線控制技術(shù)等多項技術(shù)，意味著能用更少的模塊、更優(yōu)化的集成輸出更穩(wěn)定高效的加工能力。

蔣峰認(rèn)為，40千瓦激光的推出不僅重新定義了超高功率核心器件的各項參數(shù)指標(biāo)，也是自主研發(fā)能力的真實反映，一定程度上代表了目前國產(chǎn)激光器在超高功率領(lǐng)域的技術(shù)水平，填補(bǔ)了我國在高功率和超高功率領(lǐng)域的技術(shù)空白。更為關(guān)鍵的是，在大力發(fā)展“新基建”的背景下，5G、新能源、城際高速鐵路和城市軌道交通等都將迎來高速發(fā)展，必將催生更多激光加工應(yīng)用需求，對激光加工提出了更高要求。萬瓦級激光切割因其精度高、質(zhì)量好、效率高等優(yōu)勢，必將得到廣泛應(yīng)用。40千瓦切割設(shè)備的推出將對我國激光行業(yè)核心技術(shù)的研發(fā)產(chǎn)生推動作用。

胡磊告訴記者，深圳市寶安區(qū)是深圳激光產(chǎn)業(yè)聚集核心區(qū)域。為進(jìn)一步推動激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展，寶安區(qū)正全力推進(jìn)“新橋·深圳激光谷”激光產(chǎn)業(yè)城的建設(shè)，計劃用3年到5年的時間，通過整治提升34萬平方米產(chǎn)業(yè)載體及整備225畝產(chǎn)業(yè)用地，實現(xiàn)100億元以上年產(chǎn)值規(guī)模，初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈集聚的激光應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園區(qū)；10年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)值500億元以上、產(chǎn)業(yè)鏈齊全的全球技術(shù)領(lǐng)先的激光裝備研發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。創(chuàng)鑫激光作為行業(yè)龍頭企業(yè)之一，正協(xié)助參與“激光谷”建設(shè)，包括激光器、光學(xué)器件、芯片等在內(nèi)的激光核心產(chǎn)業(yè)鏈正逐一落戶“激光谷”。未來，創(chuàng)鑫激光還將協(xié)同廣東省激光行業(yè)協(xié)會、激光谷園區(qū)助力孵化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊，為行業(yè)發(fā)展增添新動能。

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