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重庆第一款超快激光产品在两江新区面世,已实现小批量试产

近日,落户两江协同创新区的华东师范大学重庆研究院(以下简称“研究院”)成功研制出重庆第一款超快激光产品,并实现了小批量试产。据介绍,该团队已顺利完成重庆本土第一款超快激光产品的研发制造,并已在南方科技大学、清华大学、陆军军医大学投入使用。

重庆第一款超快激光产品在两江新区面世,已实现小批量试产

重庆本土第一款超快激光产品的研发制造

超快激光是指输出激光的脉冲宽度在皮秒级别或小于皮秒级别的脉冲激光器,具有脉冲短、精度高、能量强度大的特点,可广泛应用于医疗生物、光谱检测、航空航天、消费电子、精密机械等行业。

超快激光能有多快?

1 纳秒(ns)=10-9s=0.000 000 001s

1 皮秒(ps)=10-12s=0.000 000 000 001s

1 飞秒(fs)=10-15s=0.000 000 000 000 001s

超快激光可实现无损加工,因此在精密微加工领域具备优势。它可以使被加工材料的表面能够保持很高的精度和质量,满足精密制造领域的各种应用需求。从应用端来讲,超快激光已深入我们日常生活中,例如,我们日常离不开手的智能手机的加工就应用了超快激光技术。一方面,智能手机触摸屏只有零点几毫米的厚度;另一方面,它的生产材料玻璃基板又相当脆弱,使用传统金刚石切割易产生裂纹和毛刺,从而影响良品率。而通过超快激光技术就能够很好地实现玻璃基板精细切割,从根本上提升产品生产制造的效率与效益。

重庆第一款超快激光产品在两江新区面世,已实现小批量试产

不同领域应用情况

研究院的该款超快激光器应用情况如何?陆军军医大学利用该产品实现了双光子成像,结合转基因荧光标记技术,可广泛应用于中枢神经系统、心肌、骨髓以及抗肿瘤药物等领域研究;南方科技大学实验室,利用该产品实现微纳结构3D打印,并应用到生物医疗检测微流控芯片生产;清华大学,用该产品做高精度激光测距,实现空间距离的精密测量;此外,研究院还与京东方展开国家级科研项目合作,此合作将使超快激光技术应用到京东方柔性屏幕生产中。

重庆第一款超快激光产品在两江新区面世,已实现小批量试产

此外,据华东师范大学重庆研究院超快激光装备研发部技术负责人张青山博士表示,团队正加快超快激光技术与当地产业的对接融合,推进该技术在重庆的落地转化,助推重庆本土传统制造业的转型升级。

值得一提的是,华师大重庆研究院超快激光装备研究团队依据研究院科研团队技术积累,研制完成数百瓦级全光纤飞秒激光、高功率飞秒光梳新型光源、多波段超快光纤激光器、高精度太赫兹时域光谱分析仪等多种产品,未来将有更多超快激光设备实现“重庆造”。

超快激光产业发展前景广阔

我国超快激光器产业在2017年后逐渐喷涌式发展。目前我国企业基本上拥有了成熟的皮秒激光器,小功率的飞秒激光工业应用已经开始,并在往大功率方向推进。粗略统计,至2020年我国已拥有20家以上的企业从事超快激光器业务。例如,卓镭激光、英诺激光、华日激光、贝林激光、安扬激光、虹拓激光、华快光子、大族激光、国神光电(锐科激光收购51%股权)等。

据《2021中国激光产业发展报告》统计数据,2015-2020年中国皮飞秒超快激光器出货量逐年增长,增速均超过了50%,2020年中国皮飞秒超快激光器出货量达到2100台,同比增长52.2%。

超快激光应用领域广泛,涉及PCB制造、精密机械制造、玻璃切割、OLED面板加工、手机部件加工、医疗器械加工、光伏等领域。根据Laser Focus World统计与预测,2021年全球激光器市场规模增速为15.5%,而全球超快激光器市场总额增速快于整个激光器市场增长速度,预计2026年全球超快激光器行业市场规模约为54亿美元。中国作为全球巨大的工业市场,随着国内超快激光科研与产业领域的不断发展升级,下游应用市场的不断推动,超快激光器仍有广阔增量空间,将加速实现国产替代。

(图片来源:华中师大重庆研究院)

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