2025年,大科激光凭借其万瓦级单模式光纤激光器,在156项申报技术中脱颖而出,荣膺“2024中国十大光学产业技术(激光类)”。 这一荣誉背后,是大科激光自2017年成立以来,始终坚守“亮度为王”技术路线的厚积薄发。光电汇特邀大科激光总经理李建,为我们讲述这段披荆斩棘的创新历程。
破局之路:从“功率至上”到“亮度为王”
大科激光创立于2017年,彼时,国内光纤激光器市场方兴未艾,但与大部分激光企业不同,大科激光另辟蹊径,选择回归激光的“天性”,将“高亮度”作为公司的核心技术路线。
对此,李建解释道:“从市场环境来看,当时国内厂商普遍关注点是‘如何把功率做大’,主要目标是替代IPG等国际品牌的中低端产品,而我们的定位是让激光器回归高亮度的本质,让它在应用领域中凸显更大的优势。”
“从技术角度看,高亮度激光可实现更精细的光斑聚焦为精密加工奠定基础;其次,显著提升加工效率,在切割和焊接场景中可同时获得更快的加工速度和更优的加工质量;更重要的是,在应对铜、铝、金银等高反射材料时,足够的功率密度是确保加工可行性的关键门槛。”
“从工程实践看,高亮度带来的工艺窗口扩展具有重要价值:在高反材料加工场景中,普通激光常因一些变量因素导致实际到达工件表面的激光功率密度不足而出现工艺失稳,而高亮度方案则展现出显著优势。”
然而,做高亮度光源挑战巨大。“高亮度”要求同时满足高功率和高光束质量(M²值低),这需要同时具备极高的功率密度和极小的光束发散角,技术难度远非单纯地提升功率可比。
“大科创始团队源自国内知名院所,长期深耕高亮度激光研究,积累了深厚学术基础。”李建道出了大科选择这条“荆棘路”的底气。
随着光纤激光器市场竞争日趋激烈,高端制造业对激光技术需求日趋增加,也对激光的亮度特性提出了更高要求。
2021年,大科激光创始人郭少锋博士提出“亮度为王”理念,从应用痛点出发,从激光本质特性着手,通过模式净化DEC技术、抑制拉曼光RSF技术,和抗高反BRP技术,研制了各功率段具备极致亮度的光模块,并基于此推出了星座系列工业级高亮度光纤激光器。
万瓦单模光纤激光器
市场证明了大科激光的选择。从2021年5 kW准单模光纤激光器问世,到2024年万瓦单模式光纤激光器打破垄断,大科激光从一个初创企业成长为国家级专精特新“小巨人”企业,迅速跨入了国内提供科研定制与高端工业应用产品及激光解决方案双翼齐飞的第一梯队。
打破边界:夜空中最亮的“星”
“天狼星是我们抬头仰望,肉眼可见除太阳外最亮的恒星。我们以此命名激光器,旨在打造同功率段世界上亮度最高的光纤激光器。”
万瓦级单模式光纤激光器无疑是天狼星系列中最亮的那颗。
作为高端制造领域的刚需,万瓦级单模式光纤激光器被认为是激光行业皇冠上的明珠,自2009年以来,万瓦级单模式光纤激光器的技术高地长期被国际巨头占据,陷入“有需求无装备”的困境 ,国内相关技术迟迟未能突破,难点何在?
据李建介绍,万瓦级单模式激光器的核心难点集中在几个方面,最关键的是实现单模式输出。这实际上要同时解决非线性效应、模式不稳定、光子暗化和热管理等问题。
相比之下,常规6 kW或8 kW工业激光器虽然输出功率较大,但其光束质量因子M²通常也偏大。因此,它们对内部模式控制、非线性效应控制等的要求,相对就没那么高。
然而,单模式激光器要求光束质量M²值通常需趋近1,这意味着输出光纤芯径要非常小,在此纤芯上承载10 kW输出功率时,功率密度变得极大。因此,在热管理、模式稳定性以及非线性效应抑制方面,确实带来了巨大的技术挑战。
2024年,大科激光凭借7年的不懈努力和持续创新,终于打破这一技术壁垒。作为我国首台突破万瓦级(即10 kW)的单模式光纤激光器,“大科天狼星”万瓦单模式光纤激光器的光束质量因子M²最优可达1.36,核心指标达到国际领先水平。其小光斑与高能量密度特性,在远距离及精密焊接科研等领域展现出显著优势,填补了国内技术空白。
现在,大科激光正朝着更高的技术指标迈进。
2025年6月,大科激光承担的《超大功率单模式光纤激光器研制及应用》项目成功入选湖南省2025年十项重大科技攻关项目,该立项项目将突破受激拉曼散射与热致模式不稳定效应等核心难点,实现激光功率>15 kW单模式光纤激光输出(M²≤1.5),达到国际领先水平。
坚守初心:从“三大纯净”到“四大纯净”
谈到中国激光产业的未来发展,李建认为,中国激光产业发展的核心驱动力在于持续替代传统工艺,如激光手持焊在薄板、中板焊接领域中快速、有效地替代传统氩弧焊和MIG/MAG焊的部分市场。甚至开拓了一些新场景,例如激光3D打印从科研院所航空航天专用类延伸至普通消费电子领域。小型化、轻量化、节能环保优势将推动激光光源应用深化,同时新光源(如绿光激光器、飞秒光纤激光器)随成本下降与稳定性突破加速落地。未来激光产业将在应用广度与深度上持续扩张。
在这发展过程中,大科激光将一直坚守“纯净”的初心。
自成立以来,大科激光始终致力于打造“纯净”的光纤激光器,并从技术维度定义了“三大纯净”——模式纯净(纯基模输出)、光谱纯净(无受激拉曼散射)、时序纯净(激光功率稳定,消除自脉冲),精准攻克了激光器性能的三大技术制高点。
如今,基于清晰的市场定位与长远的企业战略,大科激光创始人郭少锋博士提出了至关重要的“第四大纯净”——商业模式纯净,即:始终聚焦于激光光源的研发与制造,绝不涉足下游设备集成领域,坚定维护客户利益,不与客户争利。
“当前激光行业存在一些现象,部分企业因定位或发展方向调整,没有专注于自身的核心业务,可能从合作伙伴转变为竞争对手。”李建补充道:“但我们一直坚持的、未来也会一直做下去的是:我们会专注于自己最擅长的领域,研制高质量、高亮度、高稳定的激光器,并提供配套技术与服务保障,避免涉足可能与客户产生业务交叉的领域,助力他们在终端市场的竞技中踢进‘制胜球’。