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广东省科技厅无偿资助“激光与增材制造”重大专项:解决核心技术卡脖子问题

2019年8月29日,广东省科学技术厅发布《2019~2020年度广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项申报指南(征求意见稿)》,将针对高稳定紫外超快激光器高亮度半导体激光器芯片及应用工业用高亮度半导体激光器大功率蓝光半导体激光器与应用4D打印专用材料与变体结构智能打印调控技术复杂三维微纳结构器件高精度增材制造技术非金属材料超高速光固化增材制造关键技术与装备高效大尺寸激光选区熔化增材制造及复合制造工艺与装备面向骨精准修复的生物活性材料增材制造技术与装备超快激光多轴精密加工刀具装备研发与应用共10项激光与增材制造技术项目进行无偿资助!

《申报指南》表示,为全面贯彻落实党的十九大和习近平总书记关于加强关键核心技术攻关的系列重要讲话精神,按照省第十二次党代会、十二届四次、六次全会和全省科技创新大会相关部署,落实《“十三五”广东省科技创新规划(2016~2020年)》《广东省重点领域研发计划实施方案》,以国家战略和广东产业发展需求为牵引,瞄准国际最前沿,集聚国内优势团队,集中力量联合攻关一批制约产业创新发展的重大技术瓶颈,掌握自主知识产权,取得若干标志性成果,启动实施“激光与增材制造”重大专项。

本重大专项目标是:围绕我省战略性新兴产业重点领域,在激光制造与增材制造的高性能关键器件/部件、重大关键技术方面取得突破性进展,解决激光制造与增材制造原创性技术不足和关键核心技术上的“卡脖子”问题。进一步攻克激光制造与增材制造领域的核心技术和关键工艺,不断推进技术迭代,研制一批激光制造与增材制造智能装备,并实现典型应用示范,形成激光制造与增材制造技术创新和产业高地,促进广东高端制造产业的发展和传统制造产业的转型升级。

本专项重点部署三个专题,拟支持10个项目,项目实施周期为3年。申报时研究内容必须涵盖该项目下所列的全部内容,项目完成时应完成该项目下所列所有考核指标,参研单位总数不得超过10个。所有项目除特殊说明外,鼓励大型企业联合创新型中小企业、高校、科研院所等单位,开展产学研合作申报。

专题一、高性能关键器件、部件(专题编号:20190000)

项目 1 高稳定紫外超快激光器

研究内容:

研制高重频、窄脉宽、高平均功率的355nm紫外激光光源。开展大尺寸晶体材料、高抗损伤镀膜、非线性频率变换等技术研究;突破高功率皮秒、飞秒超快激光种子光源、啁啾放大、色散补偿、SBS抑制等关键技术;完成整机热效应抑制、光束质量演化与主动操控、双轴晶体走离补偿、工程化装调工艺、可靠性等技术研究;实现355nm工业级皮秒、飞秒紫外超快激光器产业化和应用示范。

考核指标:

研发完全自主高稳定紫外皮秒、飞秒激光器。

1)皮秒激光器:中心波长355nm,脉宽≤15ps,平均功率≥40W。

飞秒激光器:中心波长355nm,脉宽≤800fs,平均功率≥20W。

2)激光器重复频率可调,范围为10kHz~1MHz,稳定性±3%;

M2因子≤1.5,功率稳定性(RMS)≤1.5%,使用寿命≥20,000h。

3)实现355nm皮秒、飞秒激光器产业化。本项目研制的皮秒激光器销售不少于50台、飞秒激光器不少于15台,并在激光制造装备上实现应用示范。

支持方式:无偿资助。

项目 2 高亮度半导体激光器芯片及应用

研究内容:

针对半导体激光芯片的重大需求,开展激光增益芯片超低反射率腔面膜设计、制造和腔面钝化技术以及有源区和波导结构研究;开展外腔反馈对激光增益芯片内部光场分布的调控及芯片可靠性等性能影响研究;开展激光增益芯片封装对外腔反馈光谱锁定影响技术和密集型光谱合束技术研究;突破激光增益芯片光谱锁定及防串扰、光谱合束谱宽窄化等关键技术,完成芯片制造、集成、封装、可靠性等国产化及小批量生产。

考核指标:

1)研发完全自主的用于密集光谱合束的半导体激光芯片,单管输出功率≥16W(100μm宽度),电光效率≥60%,光束质量优于4mm·mrad。

2)研发光纤耦合输出光纤激光泵浦模块:激光功率≥500W,光纤参数≤105μm/0.18NA,中心波长976nm±0.3nm,光纤输出光谱宽度≤4nm,电光效率≥45%,寿命≥10,000h,销售不少于100台,并实现应用示范。

支持方式:无偿资助。

项目 3 工业用高亮度半导体激光器

研究内容:

面向制造业领域对大功率高亮度激光光源的重大需求,基于国产半导体激光芯片,开展双面主动散热、热沉、大功率多光束合成、光纤耦合、光束整形等关键技术研究,突破半导体激光器失效机理、芯片腔面特殊处理技术与工艺,实现大功率半导体激光器制造、集成、封装、测试和可靠性的国产化及小批量生产。

考核指标:

研发完全自主的高稳定紫外超快激光器。

1)研发完全自主的半导体激光单管,高亮度单管输出功率≥20W(100μm宽度),高功率单管输出功率≥35W(200μm宽度),光束慢轴发散全角≤9°,中心波长955nm~995nm,电光效率≥63%;封装高功率巴条,单巴输出功率≥500W。

2)开发输出功率4kW@100um高亮度光纤耦合模块和输出功率10kW@400um的系列化长寿命光纤输出半导体激光器,中心波长975nm,光纤输出光谱宽度≤40nm,电光效率≥45%,预期寿命大于10,000h。

其中:4kW@100um光纤耦合模块光束质量优于4mm·mrad,且销售不少于50台;输出功率大于10kW@400um光纤耦合器光束质量优于20mm·mrad,且销售不少于10台。

3)实现两型模块在增材制造/激光制造装备上的应用示范。

支持方式:无偿资助。

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