全球九大顶尖的激光技术强国之中国篇

     激光技术是与计算机技术、半导体技术、原子能技术并称为二十世纪全球四大发明之一的高新技术，对人类社会发展影响巨大。激光凭借着方向性好、单色性好、以及能量高度聚集等优良特性，被广泛应用于各行各业。从日常的衣食住行，到工业领域加工制造的各个环节，再到医疗美容，激光的身影无处不在，影响着大众生活的方方面面。从一个国家激光产业的发展状况，可以在一定程度上透视出整体的工业制造水平。

    从全球范围来看，历史上美国、德国和日本是在激光产业和技术上最具领先优势的国家，中国激光产业后来居上，发展引人注目。下面分别介绍全球九大激光强国之一的中国：

    全球行业地位：中国的激光技术已位居世界领先前列，并广泛用于科研、工业加工、通信、医疗、农业、信息、军事及精密测量等领域，并带动了这些领域的技术进步和新兴产业的出现。中国工程物理研究院院长赵宪庚在之前说过，中国在聚变级高功率激光驱动器研究、超短超强激光技术研究等方面展开技术攻关，并取得了一系列突破和创新。

    中国是世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形技术的国家。中国是世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸使用的国家。从公开资料来看，中国生产的激光成形钛合金构件明显优于发达国家美国。加工钛合金复杂结构件，其成本仅是传统工艺的5%。中国尤其在全球范围内的激光薄膜损伤阈值提升竞争中，从跟跑、并跑，最终实现超越，并通过竞赛的绝对优势强化了中国在激光领域的全球领先地位。中国在实验室研制的薄膜元件基本能用于所有的激光领域，长波从几个微米，到短波X射线基本都能够覆盖。

    值得一提的是，超强激光光源研究，全球竞争态势异常激烈，中国在超强激光装置的研制方面具有很好的基础和特色，中国科学家有望取得重大突破并在国际上跻身最前列的前沿科技领域。

    美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室曾经公布的2018年基频激光反射薄膜元件激光损伤阈值国际竞赛结果：中国科学院强激光材料重点实验室薄膜光学实验室研制的激光反射薄膜元件再次获得世界第一，损伤阈值高出第二名20％左右。中国的这次取得科研成果也使人类实现高效的激光点火核聚变更接近现实，为人类更好地利用核聚变制造清洁能源做出了巨大贡献。

    全世界科学家一直梦想着在地球实验室里实现核聚变反应，期望能够获得取之不尽的清洁能源。相比人类目前采用的裂变式的核能，聚变反应更加高效，并且几乎没有放射性污染等环境问题。聚变反应需要的燃料可直接从海水中富含的氚和氘中提取，假如每升海水中所蕴含的氘和氚发生完全的聚变反应，就能够产生相当于300升汽油燃烧时释放的能量。以此推算，目前世界能源消耗水平和海水存量，聚变产生的能量可供人类使用数亿年之久，因此，聚变能被科学家看作是人类的终极能源。

    中国在2013年9月9日中科院网站公布的信息，中国的深紫外固态激光源系列前沿装备领域，中国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。

    氟代硼铍酸钾晶体（KBBF）是一种非线性光学晶体材料，能够将激光转化为史无前例的176nm波长（深紫外）激光，从而可以制造出深紫外固体激光器。

    中国早在1990年，陈创天院士和他的研究团队针对LBO和BBO两种晶体不能实现深紫外(指波长短于200nm)倍频光输出的缺点，运用分子工程学方法，于1990年发现了KBBF(KBe2BO3F2)晶体。此晶体的发现使得非线性光学晶体推向了深紫外波段，刚一公布就在全世界引起巨大反响。

    中国湖南师范大学物理与电子科学学院教授景辉，早在2018年提出了一种单向量子声子激光技术，既能实现信号高保真度的定向放大，又可明显抑制反向噪声对芯片功能的干扰或损害。该技术方案不依赖材料非线性，方便拓展到集成阵列电路，填补了国际上单向声子激光研究的空白，为量子计算、单向通信、隐身探测、热流控制等的实际应用提供了一种通用方法。

    中国在超高功率激光脉冲输出领域取得巨大成就。早在2016年，上海张江综合性国家科学中心超强超短激光实验装置研制工作取得重要进展：成功实现了5拍瓦激光脉冲输出，达到国际领先水平。怎么理解5拍瓦激光脉冲输出呢？1千瓦等于1千万亿瓦，相当于全球电网平均功率的500倍；这样强的激光脉冲时间仅为1飞秒（1秒的1千万亿分之一）。普通照相机最快可以达到毫秒级，这一相当于飞秒级照相机的科学装置，可以为电子运动轨迹成像。超强超短激光被认为是人类已知的最亮光源，是国际激光科技的最新发展前沿和重点竞争领域，具有重大科技意义与应用价值。

    中国科研人员及时捕捉到了声子谐振器加工制造受噪声影响的关键信息，并组织团队进行攻关研究。突破这一研究难题的是湖南师范大学物理与电子科学学院团队，该团队经过深入研究，提出了一种单向量子声子激光技术，该技术既能实现信号高保真度的定向放大，又可明显抑制反向噪声对芯片功能的干扰或损害，可有效解决声子谐振器这一关键器件制备的难题。

    中国曾一直在努力提升激光器的功率，比如2014年底，上海光机所研制的超短超强激光器，曾实现了1000万亿瓦激光脉冲输出，值得一提的是，这是脉冲输出而不是一般输出，因此它是世界同类激光器迄今最大功率的输出，意味着中国激光器达到很高水平。

    中国的激光与光电产业经过长期的发展，曾经形成了华中地区、环渤海地区、长三角地区及广东省四大产业聚集地，且建立了一批光电技术产业化基地和光电信息产业基地。其中武汉光谷和环渤海地区是典型的技术驱动型产业集群，众多的科研院校和光电实验室是其发展的重要推动力。广东省成为市场驱动型的产业集群，消费类产品最具优势。长三角地区的激光与光电产业主要依托当地充足的资本和成熟的市场。

    全球排名前三的著名企业分别为Trumpf（通快），大族激光、IPG（阿帕奇）。

    中国重要激光巨头：

    大族激光：亚洲最大、世界排名前三的工业激光加工emc易倍生产厂商，世界著名的激光加工emc易倍生产厂商。从2004年在深圳上市到今天，大族市值已经突破450亿，全球员工已经超过10000人。

    华工激光：华工激光工程有限公司是激光emc易倍和等离子切割emc易倍的制造商。华工激光是国家重点高新技术企业，国际标准制定参与单位，国家标准制定领导机构和承担单位。公司拥有企业技术中心和激光先进制造技术省级重点实验室。同时依托国家激光加工工程研究中心、国家激光技术重点实验室、激光加工展示中心三大智能平台，承担激光行业重点项目和重大科技研究项目。

    楚天激光：武汉中谷联创光电科技有限公司是一家规模庞大、产品多样、市场网络健全的专业激光emc易倍制造商。武汉楚天激光集团有限公司成立于1985年，拥有工业激光、医用激光和文化创意激光三大品牌，为全球客户提供完整的激光应用解决方案。