隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，在當(dāng)下，激光器已廣泛應(yīng)用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產(chǎn)業(yè)及軍事工業(yè)、國(guó)防安全等領(lǐng)域，是當(dāng)今世界戰(zhàn)略高科技競(jìng)爭(zhēng)的重要設(shè)備之一，越來越多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)依靠激光加工技術(shù)，提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量，解決傳統(tǒng)加工方法和工藝不能解決的難題，成功完成轉(zhuǎn)型。許多發(fā)達(dá)國(guó)家也將發(fā)展激光技術(shù)作為本國(guó)優(yōu)先布局的領(lǐng)域，給予大力支持。
繼傳統(tǒng)的氣體、固體激光器之后，光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、超短脈沖激光器等新型激光器的問世與高速發(fā)展，顯然會(huì)為工業(yè)、制造業(yè)帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。近日，記者專訪國(guó)內(nèi)光電子領(lǐng)域新銳專家、格雷森實(shí)業(yè)有限公司CTO張珂，分享最前沿技術(shù)超快激光器在制造業(yè)中的應(yīng)用及前景。
記者：直至上世紀(jì)90年代，各種可調(diào)諧超短脈激光器才完成了從研究實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)加工領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移，在不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。作為一門非常年輕的新學(xué)科，超快激光的發(fā)展速度可謂驚人。深耕光電子領(lǐng)域近十年，請(qǐng)您介紹下超快激光技術(shù)研發(fā)的最新進(jìn)展？
張珂：隨之德國(guó)“工業(yè)4．0”和“中國(guó)制造2025”的啟動(dòng)發(fā)展，今后高端制造、智能制造、高精密制造的需求會(huì)明顯增加，因此，超快激光與先進(jìn)微納加工技術(shù)的結(jié)合是學(xué)術(shù)界和激光應(yīng)用行業(yè)的最新熱門方向。不過，超快激光的微納制作是一個(gè)超前沿的穿插學(xué)科范疇，它涉及機(jī)械、光學(xué)、物理、化學(xué)、材料等領(lǐng)域，并在國(guó)防、生物、信息、醫(yī)療器件、汽車等范疇普及應(yīng)用，也就是說，未來的超快激光技術(shù)將涉足更多的學(xué)科。以超快激光指脈寬短于10ps （10－11s）的激光為例，其具備地超強(qiáng)和超快的奇特優(yōu)勢(shì)，使制作進(jìn)程在感化時(shí)光和峰值功率等趨于極端，使微結(jié)構(gòu)加工的精度得到大幅度提升，這對(duì)于很多學(xué)科的進(jìn)步和高新技術(shù)的突破都具有巨大的推動(dòng)力量。
記者：您和您的格雷森團(tuán)隊(duì)在超快激光技術(shù)領(lǐng)域也有深入研究，目前已取得怎樣的突破？
張珂：格雷森團(tuán)隊(duì)研發(fā)的激光器實(shí)際上為高穩(wěn)定性全波段超快激光器，結(jié)合了光纖激光與超快激光技術(shù)，包含1微米、1．5微米和2微米波長(zhǎng)的超快光纖激光器，能夠聚焦到微米尺度的空間區(qū)域，同時(shí)具有極高的峰值功率和超短的脈沖寬度，不僅有效避免了加工過程中的熱量轉(zhuǎn)換及熱擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的激光“冷”加工，同時(shí)提高了微加工的精度，已與多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域取得了合作。如與微電子技術(shù)的合作，其大規(guī)模集成電路向更微型化滿足了更高的運(yùn)算速度和強(qiáng)大的功能要求；而在航空航天、精密機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，其精密加工能力也有著廣泛的應(yīng)用替力。目前，不同形式的超快激光微納制作受到各國(guó)的重視，成為時(shí)代“新寵”。
記者：對(duì)于超快激光器未來的發(fā)展趨勢(shì)，您有怎樣的預(yù)測(cè)？
張珂：在應(yīng)用領(lǐng)域，更精細(xì)的加工與數(shù)字化轉(zhuǎn)化是發(fā)展的重點(diǎn)。一是小型化生產(chǎn)，加大投資力度，生產(chǎn)小型超快激光器和微加工系統(tǒng)，改善加工環(huán)境，延長(zhǎng)機(jī)器壽命，二是針對(duì)激光器加工特點(diǎn)和加工材料開發(fā)模型設(shè)計(jì)軟件，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)加工過程進(jìn)行模擬仿真，實(shí)現(xiàn)最佳參數(shù)加工。而從學(xué)術(shù)領(lǐng)域來看，發(fā)展完整的理論解釋，發(fā)現(xiàn)極端情況下，激光與物質(zhì)相互作用的物理本質(zhì)，會(huì)成為激光技術(shù)不斷深化發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)。
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