在日前舉行的第十八屆慕尼黑上海光博會(huì)上，一款150千瓦超高功率光纖激光器引人注目。該產(chǎn)品具備切割400毫米厚板材的能力，可替代傳統(tǒng)的火焰切割，其強(qiáng)大功率能夠提升切割效率和加工質(zhì)量，滿足高端制造需求。

這款產(chǎn)品由北京凱普林光電科技股份有限公司（以下簡稱“凱普林”）研發(fā)制造。凱普林成立于2003年，始終堅(jiān)持研發(fā)自主可控的激光先進(jìn)工藝和技術(shù)，建立起多個(gè)生產(chǎn)基地和研發(fā)中心，為全球客戶提供激光產(chǎn)品及解決方案，逐步成長為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。

拓展市場空間

激光是20世紀(jì)人類最重大的發(fā)明之一，被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”，在高端制造領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，發(fā)揮著越來越重要的作用。凱普林是國內(nèi)較早開始探索激光技術(shù)的企業(yè)，通過研發(fā)領(lǐng)先的技術(shù)與產(chǎn)品打造核心競爭力，不斷開拓市場空間。

“公司成立之初，認(rèn)真研究激光技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)用領(lǐng)域，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，集中科研力量攻克了光纖耦合半導(dǎo)體激光器的量產(chǎn)難關(guān)，成為激光牙科領(lǐng)域供應(yīng)商。同時(shí)，公司開發(fā)出微型牙科激光光源、光纖組件等定制化應(yīng)用解決方案，提供差異化產(chǎn)品服務(wù)?！眲P普林半導(dǎo)體事業(yè)部輪值總經(jīng)理郎超告訴記者，此后，公司根據(jù)制版印刷、精密加工、傳感檢測等領(lǐng)域需求，有針對性地研發(fā)出相關(guān)激光器技術(shù)和產(chǎn)品，逐漸在市場上占據(jù)一席之地。

雖然發(fā)展勢頭良好，但凱普林深知，企業(yè)要想走得更長遠(yuǎn)，就要勇于突破“舊框框”、走出“舒適區(qū)”。立足于具備自主知識產(chǎn)權(quán)的激光技術(shù)，凱普林向更具市場前景的光纖激光器和超快激光器領(lǐng)域進(jìn)發(fā)。

手持激光焊接設(shè)備是近年來激光設(shè)備增長量較快的細(xì)分領(lǐng)域，與傳統(tǒng)焊接設(shè)備相比，具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢。針對這一市場，凱普林潛心鉆研，推出搭載先進(jìn)技術(shù)的“閃電”系列光纖激光器產(chǎn)品，憑借小型化、輕量化、智能化優(yōu)勢，贏得用戶認(rèn)可。截至去年年底，該系列產(chǎn)品銷量突破5萬臺(tái)。

超快激光作為激光產(chǎn)業(yè)的前沿發(fā)展方向，市場潛力巨大。凱普林持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了皮秒、飛秒和納秒等超快激光器產(chǎn)品系列，主要應(yīng)用于光伏電池、消費(fèi)電子、精密加工等領(lǐng)域的脆性材料加工。

在不斷拓展市場的過程中，凱普林蹚出獨(dú)有的技術(shù)路線，產(chǎn)品線不斷豐富，應(yīng)用日益廣泛，在一些細(xì)分領(lǐng)域逐步擁有了領(lǐng)先的競爭優(yōu)勢。

獨(dú)創(chuàng)核心技術(shù)

對凱普林來說，自主創(chuàng)新是生存和發(fā)展的重要基石。多年來，公司保持每年科研投入不低于營業(yè)額的10%，并在天津、深圳等多地設(shè)立研發(fā)生產(chǎn)中心。截至2023年底，公司擁有專利約180項(xiàng)，多次牽頭或參與國家科技重大專項(xiàng)。

與辦公區(qū)一路之隔的院子里，凱普林建造了一條“麻雀雖小，五臟俱全”的小型生產(chǎn)線。光纖耦合測試、老化測試、封裝測試……公司員工在一絲不茍地操作設(shè)備?！斑@條生產(chǎn)線主要用于新品試制。制造半導(dǎo)體光源需要把多個(gè)激光芯片發(fā)出的光耦合進(jìn)比頭發(fā)絲還細(xì)的光纖里，變成可利用的工具，工程屬性極強(qiáng)。”郎超介紹。

展柜中，陳列著凱普林的主要產(chǎn)品。其中，外觀像小盒子一樣的泵浦源并不起眼，卻決定著激光器產(chǎn)品的核心性能?！叭绻压饫w激光器比作整套激光加工系統(tǒng)的心臟，那么泵浦源則相當(dāng)于光纖激光器的心臟?！惫饫w事業(yè)部輪值總經(jīng)理趙巨云說，憑借研發(fā)優(yōu)勢，公司實(shí)現(xiàn)泵浦源多項(xiàng)技術(shù)突破，開發(fā)了從低功率到高功率全系列泵浦源產(chǎn)品。泵浦源技術(shù)自主可控、更新迭代，為公司激光器產(chǎn)品推陳出新提供了源源不斷的動(dòng)力。

小產(chǎn)品蘊(yùn)藏著大能量。長期以來，大型高功率激光設(shè)備將激光“困”于碩大體型中。因此，激光技術(shù)發(fā)展史就是一部“小型化”的演進(jìn)史?！靶　币馕吨呒伞⒏咝室约暗凸?、低成本。凱普林能做到產(chǎn)品更小、更有力量，是通過芯片一體化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

“芯片一體化技術(shù)是將芯片、熱沉結(jié)構(gòu)、泵浦模塊與激光器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，是公司推動(dòng)光纖激光器高功率、輕量化、高效率、高穩(wěn)定性的獨(dú)創(chuàng)核心技術(shù)?！壁w巨云說，該技術(shù)在泵浦源輕量化、高性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合密集空間排列、光纖包層光剝離等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)減重和光電功能有效融合，促進(jìn)了激光器設(shè)計(jì)制造優(yōu)化。

“要實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，就要敢于探索新路徑，在獨(dú)創(chuàng)獨(dú)有上下功夫。正因?yàn)槲覀兗壬a(chǎn)泵浦源，又生產(chǎn)激光器，才能將獨(dú)立的零件像搭積木一樣拼接起來，為客戶提供定制化產(chǎn)品及完整的產(chǎn)品解決方案?！崩沙f，憑借高度集成化和模塊化設(shè)計(jì)，公司根據(jù)市場需求，對泵浦源、熱控管理、電控系統(tǒng)及軟件控制等進(jìn)行全面優(yōu)化升級，實(shí)現(xiàn)激光器產(chǎn)品“縮骨”“瘦身”，機(jī)身體積、重量均大幅減少，有的產(chǎn)品機(jī)身縮小約91%，有的產(chǎn)品減重約81%。

布局產(chǎn)業(yè)賽道

在北京進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)、小批量試產(chǎn)，在天津開展大規(guī)模生產(chǎn)……如今，凱普林的產(chǎn)品銷往60多個(gè)國家和地區(qū)，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、醫(yī)療健康、精密加工、消費(fèi)電子、新能源等領(lǐng)域。

隨著我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，處于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動(dòng)力的關(guān)鍵時(shí)期，制造業(yè)對自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)的需求日益增長，推動(dòng)激光切割產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。“國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)數(shù)量增加、產(chǎn)品性能提高，激光設(shè)備正深刻改變著高端制造業(yè)。”趙巨云說，比如，以前，工人學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的氬弧焊技術(shù)需要五六年時(shí)間才能出師，通用性較差；現(xiàn)在，手持激光焊接設(shè)備可自主選擇工藝參數(shù)，工人培訓(xùn)一周即可操作。

針對激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，凱普林緊盯前沿領(lǐng)域，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，不斷提高產(chǎn)品硬實(shí)力。趙巨云告訴記者，為了提高激光切割效率，公司研發(fā)高功率光纖激光器，用于超厚板材切割，將逐步替代等離子、火焰等傳統(tǒng)工業(yè)切割方式；立足于自身在封裝、耦合等方面的技術(shù)優(yōu)勢，公司推出能產(chǎn)生高能量激光束的激光器，具有精準(zhǔn)切割、焊接、打標(biāo)等功能；根據(jù)脆性材料和柔性材料精細(xì)加工的要求，公司研發(fā)的超快激光器實(shí)現(xiàn)高精度、高效率加工，確保超薄玻璃無微裂紋和暗裂紋。

致力于用激光技術(shù)服務(wù)千行百業(yè)，凱普林不斷加快發(fā)展步伐。在天津生產(chǎn)基地，2021年建成投產(chǎn)的自動(dòng)化工廠產(chǎn)能約1萬臺(tái)整機(jī)，二期工廠建成在即，三期工廠即將破土動(dòng)工。未來，天津工廠總產(chǎn)能達(dá)3萬至4萬臺(tái)整機(jī)。