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產(chǎn)生激光的光源非常多,有氣體激光器、固體激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器等,其中半導(dǎo)體激光器是目前轉(zhuǎn)換效率的一種光源。科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)春光機(jī)所)是國(guó)內(nèi)早研制出半導(dǎo)體激光器和固體激光器的單位。
如今,長(zhǎng)春光機(jī)所的高功率、高光束半導(dǎo)體激光合束技術(shù)在21個(gè)省市近百家企業(yè)、科研院所應(yīng)用,為激光技術(shù)水平,產(chǎn)品和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力做出了巨大貢獻(xiàn),為我國(guó)工業(yè)技術(shù)升級(jí)轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排起到重要作用。
攻堅(jiān)瓶頸技術(shù)
激光是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的前沿,是具活力的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)之一,在、、核能、交通、信息、等眾多軍民領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,激光加工技術(shù)的水平直接代表了的工業(yè)基礎(chǔ)水平。
在產(chǎn)生激光光源的眾多激光器中,半導(dǎo)體激光器的轉(zhuǎn)換效率超過(guò)50%。對(duì)此,長(zhǎng)春光機(jī)所研究員,高功率、高光束半導(dǎo)體激光合束技術(shù)及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)成員寧永強(qiáng)的解釋是,通過(guò)半導(dǎo)體激光器,一千瓦的電可以產(chǎn)生五百瓦的激光,轉(zhuǎn)換效率比光纖激光器高50%,比固體激光器高1倍,比二氧化碳?xì)怏w激光器高4倍。
寧永強(qiáng)表示:“半導(dǎo)體激光器可有效能源消耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,對(duì)我國(guó)由高能耗社會(huì)向節(jié)約型社會(huì)轉(zhuǎn)變具有重大意義。”
激光加工需要將成千上萬(wàn)瓦的激光聚焦到一個(gè)非常小的點(diǎn),使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度。這時(shí)光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分,材料很快加熱至熔化或汽化程度,從而實(shí)現(xiàn)焊接或切割。
與此同時(shí),寧永強(qiáng)指出:“半導(dǎo)體激光器的單元功率非常小,只有十瓦量級(jí),而且發(fā)散非常嚴(yán)重,難以直接聚焦,制約了其在激光加工、高能激光泵浦以及作為直接光源在激光等領(lǐng)域的應(yīng)用,已成為上的重大瓶頸技術(shù)問(wèn)題,主要發(fā)達(dá)均將其列入發(fā)展計(jì)劃。”
因此,團(tuán)隊(duì)合力攻堅(jiān)半導(dǎo)體激光合束技術(shù),這是一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)高功率、高光束半導(dǎo)體激光輸出的有效技術(shù)。激光合束是一個(gè)光束、輸出功率的,寧永強(qiáng)稱(chēng):“該技術(shù)將多個(gè)單元器件輸出光束耦合成一束,通過(guò)光束,整體光束,功率密度通過(guò)合束,輸出功率,形成大功率激光,終實(shí)現(xiàn)千瓦以上光纖耦合輸出。”
謀求合束成果轉(zhuǎn)化
長(zhǎng)春光機(jī)所在半導(dǎo)體激光基礎(chǔ)研究及應(yīng)用技術(shù)研究方面一直走在國(guó)內(nèi)前列。自2006年,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始部署半導(dǎo)體激光合束技術(shù)研究新方向,從芯片技術(shù)、封裝技術(shù)、合束技術(shù)等多方面半導(dǎo)體激光器的光束。
寧永強(qiáng)介紹到:“我們的技術(shù)打破了高功率高光束半導(dǎo)體激光合束技術(shù)由國(guó)外壟斷的局面,并在該領(lǐng)域擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),于2011年獲技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)一項(xiàng),于2015年獲科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)。”
團(tuán)隊(duì)不僅實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)少有的芯片制備、列陣封裝、光束、集成等方面完整技術(shù)條件,還在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面下功夫:近5年來(lái)發(fā)明專(zhuān)利共計(jì)27項(xiàng),覆蓋了高光束半導(dǎo)體激光器單元器件設(shè)計(jì)及制備、合束以及應(yīng)用,形成完整的半導(dǎo)體激光器研究鏈條,多項(xiàng)技術(shù)成果。
寧永強(qiáng)告訴記者:“依靠這些技術(shù),長(zhǎng)春光機(jī)所在激光加工領(lǐng)域研制出200瓦-- 10千瓦功率范圍的半導(dǎo)體激光加工光源,已經(jīng)形成激光焊接、激光切割、激光熔覆、激光3d打印四大系列產(chǎn)品,并在國(guó)內(nèi)率先推廣大功率半導(dǎo)體激光加工技術(shù)。”
團(tuán)隊(duì)借著鼓勵(lì)科技成果轉(zhuǎn)化的東風(fēng),謀求合束技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。如今,長(zhǎng)春光機(jī)所的高功率、高光束半導(dǎo)體激光合束技術(shù)在21個(gè)省市近百家企業(yè)、科研院所應(yīng)用,為激光技術(shù)水平,產(chǎn)品和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力做出了巨大貢獻(xiàn),為我國(guó)工業(yè)技術(shù)升級(jí)轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排起到重要作用。
2016年初,由吉林省科技廳、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所共同出資創(chuàng)建了吉林省長(zhǎng)光瑞思激光技術(shù)有限公司,團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)進(jìn)行半導(dǎo)體激光技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化,先后出了激光加工光源、激光儀器等多項(xiàng)產(chǎn)品。寧永強(qiáng)說(shuō):“公司目前簽訂合同訂單近千萬(wàn)元,為社會(huì)提供了近30個(gè)就業(yè)崗位。”
建設(shè)三層人才梯隊(duì)
經(jīng)過(guò)多年的積淀,高功率、高光束半導(dǎo)體激光合束技術(shù)及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)配合得
每組通過(guò)兩兩的比賽,只選出前四名,。然后十二名再開(kāi)始抽簽斗法,決出后地優(yōu)勝者和前十名出來(lái)。比賽的出場(chǎng)順序,由三派的帶隊(duì)修士抽簽決定的。所以沒(méi)什么可說(shuō)的。至于裁判,則由和比賽門(mén)派無(wú)關(guān)的第三派修士擔(dān)當(dāng)。這倒也公平的很結(jié)果等到眾多百巧院。將較技場(chǎng)包圍的水泄不通時(shí),百巧院一名光頭大漢站在護(hù)罩中間。不動(dòng)地緩緩宣布道:“組,落云宗韓立對(duì)古劍門(mén)姚鋒。隨著大漢的聲音話落,從落云宗和古劍門(mén)隊(duì)列中各走出一名出來(lái)。一看清楚雙方對(duì)手后,四周?chē)^的百巧院,一陣地動(dòng)和竊竊私語(yǔ)。
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紅衫老者點(diǎn)意外之色。這沒(méi)什么,我以前也曾對(duì)世俗界的武技,有過(guò)一些,也研究過(guò)一點(diǎn)。況且貴宗這位手法如此熟練。好像經(jīng)歷過(guò)不少實(shí)戰(zhàn)的樣子。本門(mén)的落敗。倒也不冤枉的。儒生含笑說(shuō)道。就在三派這些高人氣定神閑的說(shuō)話間。隨著此話出口,從百巧院和古劍門(mén)中又分別站出了兩名青年。互相施禮抱拳后,就在老者一聲“開(kāi)始”之,各自掐訣,放出法器斗在了一起。
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