科创中国

高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表

高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点，已经显露出其在激光器领域中的主导地位，成为激光行业中最有发展前途的领域。其中，直接高功率半导体激光器是业界公认的工业激光领域重点发展趋势之一，其应用优势行业包括激光锡焊（非接触，无静电，无空间限制，耗材少，速度快）、激光塑料焊接（牢固、密封，易控制，可异种材料焊接）、激光增材制造（无模具，光密度高，材料利用率高，加工强度高）、激光金属热传导焊接（熔池稳定，焊缝平滑），以及激光淬火、熔覆等，市场潜力十分巨大。 北京工业大学先进半导体光电技术研究所（王智勇团队）自2000年开展高功率半导体激光技术研究以来，相继突破了高功率半导体激光芯片外延、高亮度半导体激光芯片制备、高可靠性半导体激光芯片封装、高光束质量半导体激光光束整形与合成、高效率半导体激光光纤耦合，以及激光器系统集成与尖端应用工程化等全产业链中的诸多关键技术，在国内首屈一指。本项目将已有的高功率高亮度半导体激光技术与科研成果产业化，开展军民两用激光器的研制与生产。

高质量激光光源是智能激光制造技术的支撑，也是高端制造装备国产化进程中的关键核心技术。通过该项目的实施，可以为国防战略工程及高端重大装备提供高亮度高功率半导体激光光源，打破发达国家对中国的激光技术封锁，缓解中国激光器核心部件依赖进口之痛。激光器在各类激光器中拥有最佳的能量转化效率，一方面可以作为光纤激光器、固体激光器等多种光泵浦激光器的核心泵浦源使用，另一方面，随着半导体激光技术在功率、效率、亮度、寿命、多波长、调制速率等方面的不断突破，半导体激光器被广泛直接应用于材料加工、医疗、光通信、传感、国防等领域。近年来，全球激光器收入整体呈现增长趋势，从2016年的***亿美元增长至2020年的***亿美元，年均复合增长率达***%。预计2022年将进一步增长至201亿美元，市场规模巨大。 2021年在专利赋权改革试点政策下，开展了高功率半导体激光技术成果转化，在多方努力下已经顺利完成北京市第一例赋权转化案例，共11项专利评估价值为1260万元，预计于2026年实现营业收入1亿元。

本项目依托北京工业大学材料与制造学部先进激光器与器件研究所尉海军教授团队，项目负责人尉海军教授十余年技术攻关和积累。项目团队现有教授1人、副教授3人、讲师和博士后6人。