據(jù)OFweek激光網(wǎng)，于2025年10月28日?qǐng)?bào)道，大族光子“極光”系列光纖激光器60kW批量應(yīng)用、突破100kW級(jí)極限的功率水平，將傳統(tǒng)火焰切割效率提升8至14倍，為中國重型裝備制造按下“加速鍵”。
依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“光纖激光器用高性能激光光纖”項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：2022YFB3606000），大族光子作為“高性能激光光纖應(yīng)用驗(yàn)證”課題（批準(zhǔn)號(hào)：2022YFB3606005）的承擔(dān)單位，憑借自主研發(fā)的高功率光纖激光器模塊及監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)60kW級(jí)產(chǎn)品的批量應(yīng)用與100kW級(jí)的穩(wěn)定超高功率輸出。
本課題聚焦“基于光纖激光器全局優(yōu)化設(shè)計(jì)，開展自主研制的高模式不穩(wěn)定閾值增益光纖在高光束質(zhì)量超高功率合束及激光加工的應(yīng)用”，突破了超高功率激光切割領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)瓶頸。
01、突破技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)高性能光纖自主可控
國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃作為聚焦世界科技前沿與國家重大戰(zhàn)略需求的重要載體，重點(diǎn)資助事關(guān)國計(jì)民生的重大社會(huì)公益性研究，以及事關(guān)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭力、整體自主創(chuàng)新能力和國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、前瞻性重大科學(xué)問題。
“光纖激光器用高性能激光光纖”項(xiàng)目正是圍繞這一戰(zhàn)略目標(biāo)設(shè)立的重大科研攻關(guān)任務(wù)。大族光子在課題實(shí)施過程中，基于自主研發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)，融入AI智能檢測(cè)與自學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能診斷，具備運(yùn)行、控制、反饋、監(jiān)測(cè)、預(yù)警全鏈路功能。平臺(tái)可自動(dòng)識(shí)別潛在異常趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)與遠(yuǎn)程故障分析，顯著提升了系統(tǒng)可靠性與智能化水平。
該課題的成功實(shí)施，不僅實(shí)現(xiàn)了60kW級(jí)光纖激光器的批量應(yīng)用與100kW級(jí)的穩(wěn)定超高功率輸出，更在實(shí)踐中驗(yàn)證了自主研制的高模式不穩(wěn)定閾值增益光纖的優(yōu)異性能。這標(biāo)志著我國在超高功率光纖激光器技術(shù)自主化與核心器件國產(chǎn)化的征程上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
客戶切割應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)
02、第三方測(cè)試驗(yàn)證，極限性能突破100kW
為確保測(cè)試數(shù)據(jù)的權(quán)威性與公正性，大族光子分別對(duì)60kW級(jí)與100kW級(jí)光纖激光器開展了第三方權(quán)威檢測(cè)與技術(shù)鑒定。檢測(cè)由中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院檢驗(yàn)中心依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB／T 15175－2012《固體激光器主要參數(shù)測(cè)量方法》嚴(yán)格執(zhí)行，全面驗(yàn)證產(chǎn)品在不同功率段下的性能穩(wěn)定性與極限輸出能力。
在環(huán)境溫度21．2℃、濕度37．1％RH條件下測(cè)試結(jié)果表明：
· 60kW激光器實(shí)測(cè)功率為64．43kW，功率穩(wěn)定性優(yōu)于±1％；
· 100kW激光器實(shí)測(cè)功率達(dá)到111．1kW，拉曼抑制比高達(dá)43．48dB，表現(xiàn)出卓越的光譜純度與優(yōu)秀的光束質(zhì)量。
此外，大族光子在內(nèi)部驗(yàn)證中進(jìn)一步進(jìn)行了功率極限探索試驗(yàn)，激光輸出最高突破150kW。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分表明設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、光纖承載與熱管理等方面具備持續(xù)擴(kuò)展至更高功率段的技術(shù)潛能。
上述兩項(xiàng)技術(shù)鑒定的順利通過，充分驗(yàn)證了大族光子“極光”系列光纖激光器的高可靠性與高性能，為后續(xù)批量化生產(chǎn)與工業(yè)化推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也標(biāo)志著我國超高功率光纖激光器在自主化技術(shù)體系上實(shí)現(xiàn)了新的突破。
03、推動(dòng)行業(yè)變革，助力船舶制造節(jié)能增效
目前，超高功率光纖激光器的成功應(yīng)用，正逐步替代船舶行業(yè)中厚板加工的傳統(tǒng)等離子切割、火焰切割方式。隨著高功率激光器的價(jià)格不斷下探，激光切割技術(shù)替代等離子的進(jìn)程正在加快。
船舶制造對(duì)鋼材的消耗主要以中厚板為主，常用材料包括2C、3C、4C、5C等專用碳素鋼及12MnC、16MnC等專用特種鋼。雖然普通船只對(duì)切割精度要求不高，但大型集裝箱船、LNG液化氣船、大型郵輪等船只的建造均屬于“精度造船”，對(duì)切割精度有更高要求。
大族光子“極光”系列光纖激光器專為重工業(yè)市場(chǎng)研發(fā)設(shè)計(jì)，在厚板切割表現(xiàn)上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，其核心技術(shù)確保了切割的高效穩(wěn)定與優(yōu)異的切割質(zhì)量，滿足了重工業(yè)厚板加工領(lǐng)域?qū)群头€(wěn)定性的雙重需求。
04、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，構(gòu)建激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)新生態(tài)
依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“光纖激光器用高性能激光光纖”，大族光子60kW光纖激光器實(shí)現(xiàn)批量切割應(yīng)用，標(biāo)志著大族光子在高性能激光光纖的應(yīng)用驗(yàn)證與超高功率激光器研制領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性突破。
通過此次項(xiàng)目攻關(guān)，大族光子成功打破了國外技術(shù)在高功率段激光器的長期壟斷，為船舶制造、重型裝備等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域提供了替代等離子與火焰切割的先進(jìn)國產(chǎn)化解決方案，有效推動(dòng)了傳統(tǒng)加工的節(jié)能、減排與提效升級(jí)。
站在“十五五”規(guī)劃的新起點(diǎn)，大族光子將繼續(xù)秉持科技創(chuàng)新和技術(shù)自立自強(qiáng)理念，致力于將前沿激光技術(shù)轉(zhuǎn)化為先進(jìn)生產(chǎn)力，以超高功率激光技術(shù)推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，助力提升國產(chǎn)高端激光裝備與核心光源的國際競(jìng)爭力。
