我国首台100千瓦超高功率工业光纤激光器启用

日期： 2021-12-13

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来源：科学网

12月10日，我国首台100千瓦工业光纤激光器启用仪式在南华大学举行。超高功率激光器是相对中低功率工业激光器而言的，当前阶段将功率超过10千瓦的激光器定义为超高功率激光器。

该激光器由南华大学与武汉锐科光纤激光技术股份有限公司等单位联合研制，是全球第二大功率的工业激光器。目前，这台激光器已经过满功率出光检验，现场出光测试工作情况稳定，可投入使用。

与传统加工技术相比，激光加工技术具有材料浪费少、生产成本效应明显、适应性强等明显优势。以高放废液的玻璃固化为例，激光固化具有热效率高、设备寿命长、退役难度低等特点，之所以没投入设计应用，就是因为此前激光器功率过低，能量达不到要求。

据介绍，随着科技的进步，高功率激光的应用越来越广，如核设施退役、激光远程切割、辅助破岩和管道焊接等。国内的激光技术近年来虽然发展迅速，但核心器件仍不能实现自主可控，处于“卡脖子”期，因此目前还只能占据一定的低端市场，高端市场依然被国外品牌所占据，所以对于超高功率激光器的研制十分必要

该激光器以高功率单模光纤激光器为单元模块，优化整机结构布局设计，开发出完整的系统集成及模块化组装技术，采用自制大功率工业级激光合束器和传输组件，并结合功率、温度等多参数实时监控技术，研制出多模100千瓦光纤激光器，打破了国外技术垄断的局面，提高了我国大型装备制造业水平。

“激光可以说是‘最快的刀’，可普遍用于焊接、切割、表面去污等场景。光纤激光器具有电光转换效率高、金属吸收系数好、光束质量高等优势，广泛应用于工业制造、航空航天、医疗设施等。”南华大学教授、激光应用联合实验室首席科学家刘列表示，在某些特殊领域，100千瓦的激光器可用来进行核设施管道的厚管焊接、放射环境下核设施的退役拆除、核污染器件的表面去污、高放废液的玻璃固化处理等高端应用。

据南华大学激光应用联合实验室高级工程师韩良华介绍，南华大学在该激光器研制过程中，提供了可扩展的模块化设计方案，参与了超大功率合束器的设计，研发了超大功率的激光输出头，解决了输出端帽与高功率激光输出头高度匹配等多项“卡脖子”技术，打破了国外的垄断。

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