大族激光全資子公司深圳市大族光子激光技術有限公司（以下簡稱：大族光子）“極光”系列光纖激光器60kW批量應用、突破100kW級極限的功率水平，將傳統(tǒng)火焰切割效率提升8至14倍，為中國重型裝備制造按下“加速鍵”。

依托國家重點研發(fā)計劃“光纖激光器用高性能激光光纖”項目（批準號：2022YFB3606000），大族光子作為“高性能激光光纖應用驗證”課題（批準號：2022YFB3606005）的承擔單位，憑借自主研發(fā)的高功率光纖激光器模塊及監(jiān)控平臺，實現(xiàn)60kW級產品的批量應用與100kW級的穩(wěn)定超高功率輸出。

本課題聚焦“基于光纖激光器全局優(yōu)化設計，開展自主研制的高模式不穩(wěn)定閾值增益光纖在高光束質量超高功率合束及激光加工的應用”，突破了超高功率激光切割領域的多項技術瓶頸。

01 突破技術壁壘，實現(xiàn)高性能光纖自主可控

國家重點研發(fā)計劃作為聚焦世界科技前沿與國家重大戰(zhàn)略需求的重要載體，重點資助事關國計民生的重大社會公益性研究，以及事關產業(yè)核心競爭力、整體自主創(chuàng)新能力和國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性、前瞻性重大科學問題。

“光纖激光器用高性能激光光纖”項目正是圍繞這一戰(zhàn)略目標設立的重大科研攻關任務。大族光子在課題實施過程中，基于自主研發(fā)的上位機監(jiān)控平臺，融入AI智能檢測與自學習算法，實現(xiàn)對激光器運行狀態(tài)的實時監(jiān)控與智能診斷，具備運行、控制、反饋、監(jiān)測、預警全鏈路功能。平臺可自動識別潛在異常趨勢，實現(xiàn)預測性維護與遠程故障分析，顯著提升了系統(tǒng)可靠性與智能化水平。

該課題的成功實施，不僅實現(xiàn)了60kW級光纖激光器的批量應用與100kW級的穩(wěn)定超高功率輸出，更在實踐中驗證了自主研制的高模式不穩(wěn)定閾值增益光纖的優(yōu)異性能。這標志著我國在超高功率光纖激光器技術自主化與核心器件國產化的征程上邁出了堅實的一步。

客戶切割應用現(xiàn)場

02 第三方測試驗證，極限性能突破100kW

為確保測試數(shù)據(jù)的權威性與公正性，大族光子分別對60kW級與100kW級光纖激光器開展了第三方權威檢測與技術鑒定。檢測由中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院檢驗中心依據(jù)國家標準 GB/T 15175-2012《固體激光器主要參數(shù)測量方法》嚴格執(zhí)行，全面驗證產品在不同功率段下的性能穩(wěn)定性與極限輸出能力。

在環(huán)境溫度21.2℃、濕度37.1%RH條件下測試結果表明：

· 60kW激光器實測功率為64.43kW，功率穩(wěn)定性優(yōu)于±1%；

· 100kW激光器實測功率達到111.1kW，拉曼抑制比高達43.48dB，表現(xiàn)出卓越的光譜純度與優(yōu)秀的光束質量。

此外，大族光子在內部驗證中進一步進行了功率極限探索試驗，激光輸出最高突破150kW。這一實驗結果充分表明設備在結構設計、光纖承載與熱管理等方面具備持續(xù)擴展至更高功率段的技術潛能。

上述兩項技術鑒定的順利通過，充分驗證了大族光子“極光”系列光纖激光器的高可靠性與高性能，為后續(xù)批量化生產與工業(yè)化推廣奠定了堅實基礎，也標志著我國超高功率光纖激光器在自主化技術體系上實現(xiàn)了新的突破。

03 推動行業(yè)變革，助力船舶制造節(jié)能增效

目前，超高功率光纖激光器的成功應用，正逐步替代船舶行業(yè)中厚板加工的傳統(tǒng)等離子切割、火焰切割方式。隨著高功率激光器的價格不斷下探，激光切割技術替代等離子的進程正在加快。

船舶制造對鋼材的消耗主要以中厚板為主，常用材料包括2C、3C、4C、5C等專用碳素鋼及12MnC、16MnC等專用特種鋼。雖然普通船只對切割精度要求不高，但大型集裝箱船、LNG液化氣船、大型郵輪等船只的建造均屬于“精度造船”，對切割精度有更高要求。

大族光子“極光”系列光纖激光器專為重工業(yè)市場研發(fā)設計，在厚板切割表現(xiàn)上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，其核心技術確保了切割的高效穩(wěn)定與優(yōu)異的切割質量，滿足了重工業(yè)厚板加工領域對精度和穩(wěn)定性的雙重需求。

04 創(chuàng)新驅動發(fā)展，構建激光技術產業(yè)新生態(tài)

依托國家重點研發(fā)計劃“光纖激光器用高性能激光光纖”，大族光子60kW光纖激光器實現(xiàn)批量切割應用，標志著大族光子在高性能激光光纖的應用驗證與超高功率激光器研制領域取得了關鍵性突破。

通過此次項目攻關，大族光子成功打破了國外技術在高功率段激光器的長期壟斷，為船舶制造、重型裝備等傳統(tǒng)工業(yè)領域提供了替代等離子與火焰切割的先進國產化解決方案，有效推動了傳統(tǒng)加工的節(jié)能、減排與提效升級。

站在“十五五”規(guī)劃的新起點，大族光子將繼續(xù)秉持科技創(chuàng)新和技術自立自強理念，致力于將前沿激光技術轉化為先進生產力，以超高功率激光技術推動制造業(yè)轉型升級，助力提升國產高端激光裝備與核心光源的國際競爭力。