據OFweek激光網,于2025年10月28日報道,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,憑借自主研發的高功率光纖激光器模塊及監控平臺,實現60kW級產品的批量應用與100kW級的穩定超高功率輸出。
本課題聚焦“基于光纖激光器全局優化設計,開展自主研制的高模式不穩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,實現高性能光纖自主可控
國家重點研發計劃作為聚焦世界科技前沿與國家重大戰略需求的重要載體,重點資助事關國計民生的重大社會公益性研究,以及事關產業核心競爭力、整體自主創新能力和國家安全的戰略性、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,基于自主研發的上位機監控平臺,融入AI智能檢測與自學習算法,實現對激光器運行狀態的實時監控與智能診斷,具備運行、控制、反饋、監測、預警全鏈路功能。平臺可自動識別潛在異常趨勢,實現預測性維護與遠程故障分析,顯著提升了系統可靠性與智能化水平。
該課題的成功實施,不僅實現了60kW級光纖激光器的批量應用與100kW級的穩定超高功率輸出,更在實踐中驗證了自主研制的高模式不穩定閾值增益光纖的優異性能。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。
客戶切割應用現場
02、第三方測試驗證,極限性能突破100kW
為確保測試數據的權威性與公正性,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新研究院檢驗中心依據國家標準 GB/T 15175-2012《固體激光器主要參數測量方法》嚴格執行,全面驗證產品在不同功率段下的性能穩定性與極限輸出能力。
在環境溫度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,功率穩定性優于±1%;
· 100kW激光器實測功率達到111.1kW,拉曼抑制比高達43.48dB,表現出卓越的光譜純度與優秀的光束質量。
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,為后續批量化生產與工業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了新的突破。
03、推動行業變革,助力船舶制造節能增效
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中厚板加工的傳統等離子切割、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市場研發設計,在厚板切割表現上展現出顯著優勢,其核心技術確保了切割的高效穩定與優異的切割質量,滿足了重工業厚板加工領域對精度和穩定性的雙重需求。
04、創新驅動發展,構建激光技術產業新生態
依托國家重點研發計劃“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、重型裝備等傳統工業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,有效推動了傳統加工的節能、減排與提效升級。
站在“十五五”規劃的新起點,大族光子將繼續秉持科技創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。