激光微纳加工作为一种融合多学科、覆盖多领域的技术，可以满足大尺寸、高精度和高效率的加工需求，将成为未来激光加工发展的重要方向。

相对于常规的机械精细加工，激光微纳加工技术更精密、更准确、更迅速，涉及到了微观尺度下的焊接、切割、打标、打孔，热处理、成型等多种加工工艺。随着超短脉冲激光器趋向更为成熟的工业应用，超短脉冲激光微纳加工技术将开拓更为广阔的应用领域，成为诸多行业不可或缺的利器。

“超快激光”，是指输出激光的脉冲宽度在10^-12s即皮秒级别，或小于皮秒级别的脉冲激光。想象一下，光在如此短的时间，能跑多远？假设地球上有个人将激光笔对着月亮，大概1.3秒后，激光就会达到月球表面。当然得理想化一点，光没有散射或损耗。而对于1皮秒的时间，光也就只能走头发丝打个结的距离了。

当下激光正处在发展的“黄金年代”，工业激光领域增长的核心驱动力在于激光工艺对传统工艺的不断渗透和替代，由于工业市场对激光装备需求增长，又反向推动了激光工艺和技术进步，向高功率的宏加工和精密微纳加工两个方向前进的步伐明显加快。

加工材料

脆性材料

伴随3C、5G相关行业中，玻璃、陶瓷等材料向“更硬”“更脆”的方向变化，激光微纳加工已经替代传统加工方式，实现激光切割、打孔、焊接、标记、微纳结构和去除五项全激光的加工工艺，达到加工效率和效果双提升。

柔性材料

针对这种材料，大尺寸、高精度的激光微纳加工已成为不可或缺、甚至是唯一可行的加工工具，实现激光切割、钻孔、剥离、标记、退火和去除的全激光加工工艺，未来加工要求更高，微纳加工将不断优化。

前沿技术

激光微纳加工对于市场需求以及工业激光领域的增长有其必要性和发展上升性，但加工现状面临着三个矛盾：加工尺度与加工精度之间的矛盾、加工效率与加工效果之间的矛盾、设备成本与售价之间的矛盾

解决方法

行业内正在积极探索解决上述矛盾的方法，多角度寻求解决方案：

· 利用高功率超快激光器加工：降低单瓦价格，提高加工效率，放眼未来三年内，千瓦级激光器将成为市场选择，逐步应用。

· 运用超高速激光扫描技术：从10米/秒提升至200米/秒的扫描加工速度，充分发挥高功率超快激光器的作用，提高加工效率。

· 运用激光的时空调控技术：通过可定制的激光束让高效率的冷加工成为可能，持续开发更高点数的并行加工技术，并加速批量应用。

· 运用光机电协同控制技术：通过振镜和直线运动平台以及精确到单位脉冲级别的光机电协同控制技术，满足大幅面、高精度、高动态的加工需求。

· 运用超快激光的光纤传输技术：百瓦级单模光子晶体光纤可极大提升微纳加工设备的易用性，未来还需提升功率和可承受的脉冲能量。

· 运用加工过程监控技术：精确控制加工过程的检测技术已应用于特定场景，要提高加工的一致性和可靠性，未来还需检测参数多样化。

行业应用

3C

手机由移动终端向智能终端转移意味着手机功能性要求提高，手机模块高度集成化、轻薄化成为趋势；这种趋势带来的新材料和高精度需求使激光微纳加工优势显著。

显示面板

该行业市场上，全面屏、8k高分辨屏、弧面和折叠屏的需求与日俱增，面板向高密度显示、柔性化材料发展，大尺寸和高精度的加工需求亟待满足，而激光微纳加工能力已在OLED柔性屏切割、激光修复等方面得到市场验证。

5G通讯

无线射频层向着小型化、轻量化、高集成化发展，信号传输层高频低损材料的应用使微纳激光应用渗透急剧加速。

汽车

除了传统切割、焊接等工艺应用，5G车联网的应用场景下，电子显示、传感技术和节能技术都将运用微纳加工。

新能源

激光微纳加工在极耳切割、隔离膜切割等加工制程中发挥强大作用，满足提升电池能量密度和加工精度的要求。

航天航空

目前，航空发动机喷油嘴、涡轮叶片气膜孔的加工广泛应用到微纳加工，未来飞行器轻质化要求采用的纤维增强复合材料，将进一步促进微纳加工技术的应用。

医疗领域

飞秒激光视力矫正，也是大家比较熟悉的激光应用之一。在众多的近视矫正术中，全飞秒激光手术已经成为主流治疗近视眼的方法，与传统的准分子激光手术相比，全飞秒激光手术具有手术准确度高、无明显疼痛感、术后视觉效果好等优势。由于心脏支架壁管极薄，通常采用激光加工代替常规的机械切割。但是，使用普通激光通过烧蚀融化来加工，这样加工的心脏支架存在毛刺多、切槽宽度不统一、表面烧蚀严重、筋宽不均匀等一系列问题。近年来，国外企业已经开始采用飞秒激光进行支架切割。

国内超快激光器的发展情况

超快激光在工业应用的历史不长，是欧美等发达国家重点布局的激光应用热点。初期，超快激光市场基本被国外公司主导，占据大部分市场份额。但我国政府、科研机构及企业对超快激光非常重视，政策倾斜及企业加大投入攻克难点技术，不断追赶国际先进水平。清华大学、中科院物理所／光机所、华中科技大学等高校均在大力推进超快激光科研；以大族、华日、安扬、贝林、卓镭、凯普林等为代表的国内激光企业也在大力推进超快激光技术产业化。皮秒、飞秒超快激光器国产化将推动国内应用商的使用成本降低至少30％－40％。近几年，国内激光器厂商纷纷推出自己的皮秒飞秒激光器，平均功率从低功率发展至中高功率。依靠绝对的价格优势，占据了很大一部分国内市场份额，使得国外竞争对手倍感压力。

由于行业竞争激烈，处于产业链上游的激光器厂商也被迫走低价竞争策略。这和当前实体经济环境不景气有很大关联。另一方面，超快激光应用仍然处于发展初期，除了少数几个领域有规模性的应用，更迫切的仍是寻求新的突破口。技术上，国内激光器厂商仍需要不断提高产品品质和稳定性，缩小与国外产品的差距。还是老生常谈的那句，前途是光明的，道路是坎坷的。