华快要量产了？超快光纤激光器市场风云变幻，谁主沉浮

南方日报在9月27日的第AC01版中用了半幅版面刊登了一则资讯：

“中山造”超快光纤激光器即将量产。

在众多的国内外超快激光器厂商中，

突然冒出个华快公司，

还要量产飞秒光纤激光器，

一时间，舆论哗然。

什么是超快光纤激光器？

我们先来了解下什么是超快光纤激光器。我们通常所说的超快激光器一般指的是皮秒和飞秒量级，那么它跟纳秒、秒又是什么关系呢。

这都是按照时间长短来分的，1纳秒是十亿分之一秒，1皮秒是一万亿分之一秒，而1飞秒则是一千万亿分之一秒。打个比方来说，纳秒激光器就像一把“斧头”，皮秒激光器就像一把“菜刀”，飞秒激光器就像一把“手术刀”，同样时间内后者做出的成品都比前者更加精细。

超快光纤激光器可以理解为超快技术+光纤激光，就是将超快激光通过光纤媒介来实现。当然它也具备了超快激光和光纤激光的双重优势：

■高稳定性，免维护；

■易于集成化，体积小；

■输出光斑质量好；

■表面积/体积比大，易于散热；

■增益光纤单程效率高。

光纤激光器进展如何？

近些年，国内在光纤激光器领域中获得了不少的突破，主要有：

■随着光纤制备成本不断降低，光纤激光器的成本越来越低；

■光纤器件研发日益成熟及光纤激光器本身具有的优势使得光纤更适用于稳定性要求高的行业如：加工、切割、医疗等；

■随着光纤种类开发日益丰富，各种不同用途的光纤为光纤激光器的种类和应用的多样化铺平道路;

■随着加工及科研等对激光器空间要求的不断提高，光纤激光器的易于集成及高光路稳定性使得光纤激光器的研发具有更高的现实意义。

国内群雄逐鹿

国外以德国耶拿大学为代表，目前主要以百瓦级（百微焦量级）多路激光相干合束为主要高功率研究方向，2016年报道多路合成后可以做到12 mJ，压缩后12 ps左右，目前推出的产品是经多路合束，脉宽百飞秒量级，经两级Hollow Fiber展宽压缩至6.3 fs，百瓦，百微焦量级，峰值功率GW量级。

目前国内还是以单路高平均功率或高峰值窄脉宽研究为主，侧重于科研领域，主要围绕锁模机制和脉冲形成机制，脉冲压缩和波长变换、高次谐波和阿秒脉冲产生以及小功率应用。主要研究单位有：西安光机所、上海光机所、物理研究所、北京大学、天津大学、国防科技大学、华东师范大学、清华大学等。

2016年以来，已经有若干个科技部重点专项支持高平均功率皮秒和飞秒脉冲的产业化研究。例如华工科技集团的华日激光公司牵头的百瓦级的皮秒和飞秒激光器，北京工业大学王璞教授牵头的300 W皮秒激光器项目等。也有公司自主研制飞秒激光器，例如安扬、国神等。

总的来说，国内产业界尚未形成飞秒和皮秒光纤激光器的量产。虽然工业及医疗市场需求很大，难以量产可能有以下原因：

■缺乏有效的飞秒激光器稳定机制，长期稳定性不能保证；

■锁模核心器件例如SESAM等主要靠进口；

■高功率超快激光器需要的高功率半导体抽运激光器、双包层大模场面积光纤，双包层光子晶体光纤、锥形光子晶体光纤、体光栅等几乎全依赖于进口，成本高；

■工程化能力比较薄弱，激光器与自动化结合有难度需要跨越。

华快量产，可靠吗？

华快公司蛰伏了5年时间，可能是考虑到“善于拷贝”的国情，报道中只字未提华快公司超快光纤激光器的任何参数和特点。但是却提到了华快引入的技术专家——北京大学“长江学者”张志刚教授，我们也许从中可以看出些许端倪。

张志刚教授凭借“在超快激光技术方向的诸多贡献（例如宽带半导体可饱和吸收镜、改进的光栅-反射镜脉冲展宽器和高重复率脉冲光纤激光器）”当选了2017年度美国光学学会会士。而这些成果正巧可以助推国产光纤激光器的性能得到提升。

张志刚教授小组一直在高破坏阈值SESAM和新型锁模机制上下功夫，这也许会使华快的激光器在稳定性上取得突破；而他们在脉冲展宽压缩方面获得的成果，也许正好能用在提高光纤激光器的脉冲能量上。另外，值得注意的是，他们近年来埋头于高重复频率激光器的研制，而这种激光器正是burstmode高效微加工的利器。

除此之外，华快公司近些年引进了一些光纤集成工程师，使激光器集成化和模块化成为了可能。难怪华快公司董事长梁崇智有底气地向记者说“经过5年研发，现在已到了量产阶段。”

总结

市场是广大的，也是残酷的。产品好坏并非一家之言，而是用户说了算。

如今，国内超快领域竞争激烈：北有国科激光，中有华日、安扬，南有大族、华快。且看风云变幻，谁主沉浮。

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