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光纤激光技术的持续突破，带来了激光加工市场的迅猛增长；超短超快技术的发展，带来了微纳制造的迅速成长……技术的进步，往往带来产业应用的前景，这也是我们遴选“国内十大光学产业技术”的初衷。 这是我们连续第4年遴选“国内十大光学产业技术”。每次回顾年度产业成果时，总是会心潮澎湃不已。“茫”、“乱”、“难”的2019年里，我们仍然看到了一些突破和振奋人心。也许这些产业技术突破，会给我们带来不一样的未来。 立足于光电产业，通过翻阅各大光学媒体平台的新闻，咨询相关行业专家，最终评选出9项我们认为对产业界有所促进和发展的光学技术。最后一项产业技术，我们希望同是光学人的你，和我们一起推选。你的想法，可以通过文末留言参与。 国内首台万瓦级光纤激光器用光闸研制成功 南京理工大学朱日宏、沈华教授研制成功国内首台万瓦级光纤激光器用光闸，其光闸样机在武汉锐科光纤激光技术股份有限公司通过了样机的性能测试。 目前国际上研制高功率光纤激光光闸的单位主要是瑞典的Optoskand公司和美国的IPG公司。国内在高功率光纤激光光闸的研究方面基本处于空白，主要依赖进口。南京理工大学万瓦级光闸的研制成功，推动了工业级大功率光纤激光器关键器件的国产化，填补了国内在此领域的空白，对于国产光纤激光器的继续发展意义重大。 南理工研制光闸样机实物图 北京大学/中科院半导体所研制出高性能半导体可饱和吸收镜 北京大学张志刚教授与中科院半导体研究所马骁宇研究员合作，研制出用于光纤激光器锁模及微片激光器调Q的高调制深度SESAM（调制深度12%），和用于固体激光器锁模的低调制深度SESAM（调制深度1%）。通过材料选择和应变补偿，使SESAM破坏阈值达8mJ/cm²以上。 半导体可饱和吸收镜(SESAM)是锁模产生超短脉冲特别是皮秒脉冲的核心器件。这种器件一直是靠国外供应。随着国内微细加工工业的发展，对超短脉冲特别是皮秒脉冲激光器的需求日益增加，对SESAM的需求也同步增加。国产高破坏阈值SESAM研制成功，解决了超短脉冲激光器的核心器件不能国产的问题，满足了科研和工业生产需求，将产生很大的社会效益和经济效益。 光纤激光器锁模用SESAM集成模块 （华快光子公司提供） 国产光纤激光器功率不断攀升 2019年，高功率光纤激光器频出，尤其是万瓦级激光器及激光切割设备企业进行了火热PK。 国内光纤激光器企业中，锐科激光发布了12-30 kW高功率光纤激光器。作为“工业级大功率光纤激光器关键技术及产业化项目”牵头单位，30000 W 光纤激光器隶属于国家重点研发项目，实现了大功率光纤激光传输组件、大功率激光合束器等核心器件的国产化。 此外，万瓦级光纤激光器还包括：创鑫激光的35000 W多模光纤激光器、杰普特光电的12000 W高功率连续光纤激光器、飞博激光的15000 W光纤激光器、国志激光的30000 W光纤激光器、凯普林光电的12000 W多模光纤激光器等。 同时，激光设备企业则相应推出了万瓦级激光设备，包括大族激光20000 W光纤激光切割机、奔腾楚天万瓦坡口光纤激光切割机、邦德激光 30000 W超高功率激光切割机、镭鸣激光36000 W超高功率激光切割机、领创激光20000 W超高功率激光切割机、宏山激光金刚系列20000 W激光切割机等。 具体到配套产品来说，万瓦级配套的激光焊接头涌现了很多品牌，如钋镭自动化、上海嘉强等推出了3万瓦超高功率切割头，大族激光、万顺兴、岗春激光、奥森迪科等国内厂商也在切割头领域推出相应产品等。 可以说，2019年是国产万瓦级光纤激光器爆发的一年。市场你追我赶，大有一家要比一家高的趋势。但热潮之下，部分产品只是图个热点与噱头，万瓦级产品的稳定性、市场应用与需求、配套器件的国产化，才是用户关心、企业需要解决的问题。 国产工业级千瓦飞秒光纤激光器面世 武汉安扬激光技术有限责任公司正式对外发布了FemtoYLTM -1000、FemtoNLTM-920 nm-1、FemtoEYLTM -1550 nm-3三款工业级飞秒光纤激光器。 为适应工业加工对更高平均功率、更多波长超快激光器的需求，安扬激光研发了这三款激光器，并且核心光纤器件全部由安扬公司自行研发和生产。安扬激光是世界范围内率先发布商用平均功率大于1000 W的飞秒光纤激光器的厂家，首台产品将于 2020 年交付于世界知名激光应用中心，标志着飞秒光纤激光器真正迈入了千瓦级的时代。 华工科技突破5G光模块关键技术 光模块（Optical Module）是传输过程中实现光通信系统中光信号和电信号转换的重要器件。它由光器件、功能电路和光接口等组成，应用范围包括电信传输、数据中心和5G。光模块在整个5G产业链中占据中端位置。 华工科技子公司华工正源突破5G关键技术，于2019年3月首次发布业内领先的数据中心400G全系列高速光通信模块和用于5G的25G/100G无线网络系列高速模块。主网的建设，会带动光模块的放量；5G手机的更迭，会带动激光微加工、剥离加工、面板设备3C领域的需求。围绕5G深化应用，各种终端产品的需求会不断提升。此外，为了研发25G光芯片，进军上游光模块芯片领域，华工科技参与设立了云岭光电公司，主要从事半导体激光器和探测器的设计、生产、封装和销售。 我国研发成功高端激光干涉测量仪器 激光干涉测量是实现超精密测控和微纳尺度测量的有效手段之一。在国家重大科技专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”（02专项）等项目支持下，由清华大学李岩等完成的“高测速多轴高分辨率激光干涉测量技术与仪器”项目，实现了从干涉仪组件、信号探测解调到多自由度探测方案设计的全链条自研开发的高测速、多轴大量程、高分辨率激光干涉测量系统。 截至目前，项目团队所研发的光刻机用双频激光干涉仪系统，应用到我国自研光刻机工件台样机研发过程中，累计应用50余台套，满足了光刻机双工件台样机的精密测量需求，减轻了对国外高端干涉仪的依赖，降低了其产品对我国出口限制所造成的研发风险。 世界上首个超宽带光学全息技术 由中国工程院外籍院士、澳大利亚科学院院士、澳大利亚技术科学与工程院院士、国际光学DennisGabor奖获得者、上海理工大学人工智能纳米光子学研究中心顾敏教授领衔的科研团队，创造性地利用具有“螺旋”特性的轨道角动量光束作为光学全息过程中的信息载体，不仅颠覆了全息影像的传输方式，更是为传输过程设置了“信息安全”的保护屏障，实现了世界上首个超宽带的光学全息过程，为大数据信息时代提供了大容量全息术。 对于该项技术的未来应用，顾敏称，轨道角动量全息技术在人工智能、三维显示、数字全息显微技术、数据存储、人工神经网络等多种领域将大有可为，此外，还可以将其应用在量子光学领域，为信息交互过程提供前所未有的安全保障。 长春光机所研制“三维相机”，打破国外技术垄断 中科院长春光学精密机械与物理研究所丁亚林研究员团队研制出高分辨率的大视场三线阵相机，将其搭载在飞机上对地面拍摄，可获得飞行范围内的高精度三维立体照片。该成果打破了国外同类技术垄断，可用于地理测绘、农林业普查、资源勘探、海岛测绘等领域。 据丁亚林介绍，从现有验证结果看，该相机性能高于国际同类产品水平。同样在2000 m高度，已公开国外最先进同类产品的分辨率是0.16 m，团队自主研发相机分辨率可达0.08 m，相当于在华山顶上能看清山底的一个啤酒瓶；同时为0.1 m分辨率时，相机的工作效率是国外最先进同类产品的2倍。下一步，产品将进入成果转化阶段。 大视场三线阵航空测绘相机实物照片。图片来源：论文《大视场三线阵航空测绘相机光学系统设计》 清华大学戴琼海院士基金委重大仪器团队取得计算摄像显微新进展 显微仪器是生命科学和医学研究中不可或缺、无法替代的重要工具。具有高时空分辨率的大尺度生物活动显微成像对于系统生物学研究是不可或缺的。然而，传统显微仪器长期受制于视场与分辨率此消彼长的固有矛盾和数据通量瓶颈难题，无法兼顾宽视场和高时空分辨率，制约了生命科学基础研究和临床医学研究的发展。 清华大学自动化系戴琼海院士领衔的国家自然基金委重大仪器研制团队在多维多尺度高分辨率计算摄像显微仪器研制和生命科学观测领域取得重要成果。 研究团队将光学、微电子、计算机视觉以及信号处理等学科交叉，提出了多尺度曲面中继协同显微成像新架构：通过物方平场像方曲场的物镜将样本放大到曲面中继像，像感器阵列分区域同步并行拍摄中继像近似平场的小区域，经计算重建为无缝的宽视场高分辨率动态图像序列。基于此架构，研制了“实时超宽场高分辨率成像显微镜”，兼具1 cm×1.2 cm超宽视场、全视场均一的1.2 μm高分辨率、30帧每秒高帧率，数据通量高达51亿像素每秒。 曲面排列的大规模高密度相机阵列实现亿级像素的动态视频观测，探索哺乳动物全脑神经活动 |
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