大科激光“高亮度 +X”赋能新基建，破局瓶颈，未来已来！

近几年，伴随着“中国制造 2025”和“新基建”的进一步推进，越来越多的传统制造业开始向高端化、智能化转型，逐鹿万亿规模市场。随着中国近 35 万亿新基建投入的拉动，为多个下游版块创造了巨大的发展空间。激光加工技术展现的“高精尖”特性也使其成为高端制造中不可或缺的重要工具，在新基建涵盖的 5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大国家重点发展领域，激光正迎来广阔的发展空间和应用版图。

诚然，新基建所涉及的七大领域均与激光行业有着渗透式的关联，随处可见“光”之魅影。大科激光致力于推进激光技术与新基建做更好的嫁接，持续推动技术创新，直面行业挑战，牢牢把握这一产业所赋予的新机遇和新动能。

新基建主要涵盖 5G 基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大国家重点发展领域，并涉及诸多产业链。在新基建领域，包括激光切割、激光焊接、激光清洗、激光淬火、激光熔覆、激光增材制造等在内的激光技术迎来了蓬勃的发展和应用势头。

郭少锋博士表示，目前以激光焊接、激光增材制造、激光熔覆、精密切割等为代表的高端应用，是公司成长的发力点。“大科激光的全线产品具有‘高亮度 +X’鲜明特色，今年将继续在高端应用市场布局，预计与新基建有关的业务额将达数千万。”

（1）“高亮度+高可靠性”促进储能电池系统加工设备的国产替代

在新基建背景下，新型电力系统对大规模、高安全、长时储能技术的需求急剧增加，其中储能电池系统是目前最有前景的技术手段。储能电池系统涉及激光切割、激光焊接等加工方式，鉴于电力安全是国家安全的重要保障，因此储能设施的建设必须依赖国产替代。然而储能电池对长期可靠性、稳定性、安全性等方面有极高的要求。对此国产激光器还需在提高可靠性、一致性方面持续发力。

大科激光“天狼星”系列的光束质量已接近衍射极限，且已与科研机构的综合保障重点实验室建立合作，开展联合攻关，从材料、器件到系统全方位研究激光器的可靠性。

（2）“高亮度+高功率”加速激光切割在传统制造中的升级换代

目前激光切割已占据激光加工市场的半壁江山，但在“新基建”和“双碳”目标的推动下，随着光源技术、设备、工艺研究的不断深进，发展空间不可小觑。例如轨道交通中钛合金、铝合金及复合材料等轻质、高硬度及高熔点的材料的切割、50mm 以上厚板的切割， 5G基站天线器件、大数据中心的芯片元器件的精细微加工等等。应用于激光切割系统的光纤激光器技术在市场的牵引下迅速朝着高功率方向发展，然而精密加工、有色金属加工等领域对激光光束质量、激光器工作的稳定性和可靠性提出了更高的要求。

“大科激光对限制大功率光纤激光器性能提升的物理问题进行了深入的研究，在模式净化、后向光抑制、非线性效应处理等关键技术上取得突破，推出的大功率光纤激光器产品具有高亮度、抗高反的特点。”例如，大科激光“金牛座”系列 6kW ～ 20kW 光纤激光器结合高亮度和高功率的优势，成为切割中厚板的利器，用于匹配重工业市场，并在工程机械行业巨头三一重工进行了万瓦级产品测试，目前已与数家大型激光器集成商形成战略合作。

（3）“高亮度+抗高反”助力激光焊接撬动高端应用万亿市场

作为自动化生产线上的核心设备，激光焊接设备在轨道交通中的白车身焊接、轨道焊接、新能源电池中单体、模组和电池包的焊接、5G 基站天线中的激光点焊和大数据中心半导体器件的封焊、精密热电偶的焊接、特高压中高压开关中零部件的焊接、新能源汽车充电桩的生产和安装中可能涉及到的石英、陶瓷、塑料等非金属材料焊接等场景中均可觅得广泛的应用。

针对激光焊接工艺中面临的一系列难点问题，大科激光采用后向光防护、光纤盘绕和拉曼滤波器等技术，研制出“天狼星”系列1kW~4kW 光纤激光器，实现了在 14μm 芯径 QBH 中输出 2.2 kW纯单模（M² ≤ 1.1）激光。“目前与大型终端客户在新能源电池焊接、特高压开关加工等方面的合作已进入产品打样、测试阶段，成为替代产线传统加工设备的首选。”

（4）“高亮度+高稳定性”推动激光熔覆为绿色制造提质加速

激光熔覆可为零件修复与再制造提供新的解决方案。新基建七大发展领域中涉及修复、喷涂和电镀的工艺都可以用激光熔覆技术替代，大到铁轨、车轴的修复与强化，小到 5G 天线振子的表面金属化等。可以预见激光熔覆将成为新基建乃至整个工业界的革新性技术。“大科激光超高速激光熔覆光纤激光器，具有高能量密度、超大面积标靶光斑、靶面辐射均匀、长期连续抗回返光等优良特性，为稳定高效的熔覆加工提供必不可少的技术支撑。”

（5）“高亮度+高精度”开拓激光增材制造未来数字化生产王者之路

激光增材制造作为一种具有颠覆性的制造方法，攻克了传统加工方式（例如铸造和锻造）无法解决金属结构的异形件、复杂件以及一体化连接件生产中面临的难题，将为轨道交通中制造极其复杂且可靠性高的零件、5G 基站建设中非金属基底表面处理、大数据中心及人工智能中光子/电子器件制造、印制电路板制造等提供全新的解决方案。

由于“新基建”的市场体量处于不断拓展中，为了满足多场景需求，进一步推动其与激光技术的高位嫁接与融合，在激光光源、装备和配套系统等技术领域还需持续发力。在郭少锋博士看来，挑战方面首先是激光光源功率的大幅提升增加了设备集成难度，激光加工设备中的万瓦级激光加工头、自动调焦系统、温控系统等亟待升级。其次，现有装备和配套系统无法充分发挥高光束质量激光器的优势。“鉴于此，需要研发相应的光学系统、光束整形技术和光束运动的精确控制系统。”就发展趋势看，新基建涉及七大国家重点发展领域，工程规模巨大，材料种类多，尺寸跨度大，因此提升制造效率和加工能力尤为关键。

在此需求的推动下，激光技术的发展趋势可归纳为两个方面：高功率、高亮度。

高功率是提升激光加工效率和加工能力最直接的方式。大厚度、高强度的材料对加工功率的要求达到万瓦级以上。“高亮度则是实现高端应用、精细化加工、远程加工的关键因素。”远程加工利用振镜运动或光电控制来实现光束运动，运动频率可达 kHz~MHz级。在远程加工的基础上，再辅以多光束联动，必将大幅度缩短制造时间，提高生产效率。

郭少锋博士高度认可高亮度激光器的发展前景，他认为 :“过去光纤激光器的发展处于功率时代，接下来必将发展到亮度时代。为此我提出亮度为王的概念，在功率提高的同时必须把亮度也一并提升。高亮度是激光本质特性的体现，也是激光器技术水平的重要衡量标准。未来高亮度将成为激光精细加工、远程加工的必然选择，为用户创造更高收益、更大价值。”

随着激光合成技术的发展，输出激光定标放大，从而获得高平均功率、高光束质量的激光，这将为集中式激光供应系统“光站”（大科已申请该系统的专利）提供物理基础。“光站”系统包括大型激光发生器、输送系统、分光系统、配光系统、自适应系统及信息与控制系统。激光器将成为一种区域性的公共设施，类似于水、电集中供应，可有效降低企业运营成本，提高工业园区的竞争力。

未来，激光生态圈层应当走向联动、合作和良性竞争的新格局，进一步打通产业链，从而能以更好的姿态面对“新基建”带来的前景广阔的市场版图。

“激光生态圈层红海破局之道是‘专精特新’。”郭少锋博士一语中的。新基建七大领域，应用需求数不胜数。各家应当根据自身优势选择一个最适合的方向深耕，把核心技术优势发挥到极致，并且在差异化基础上，坚持“专业化、精细化、特色化，创新化”，激光产业将开创百花齐放，互利共赢的新局面。“此外，盘活高校和科研院所的科技存量，加速科技成果向产业转移，是实现‘专精特新’的一个理想助力点。”科研院所和高校是激光器系统科学技术研究的中坚力量，承担了大部分国家计划的激光科研攻关项目，但目前技术研究成果对产业的转化和支撑作用明显不够。因此，创新产业协同机制，打通需求牵引和专业化平台，使理论研究与工程应用形成双向驱动：理论研究为产业发展提供前瞻性的指导，应用领域的拓展和工程化过程则给理论研究带来新的挑战，共同助力中国激光技术的高速发展。