我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告

1、我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告一.激光技術對國民經(jīng)濟及社會發(fā)展的重要作用 激光技術是二十世紀與原子能、半導體及計算機齊名的四項重大發(fā)明之一。三十多年來，以激光器為基礎的激光技術在我國得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科學研究等各個領域，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益，對國民經(jīng)濟及社會發(fā)展將發(fā)揮愈來愈重要的作用。 （一）促進科學技術的發(fā)展和進步 由于激光具有很好的單色性、相干性、方向性和高能量密度，它已滲透到各個學科領域，形成了新的學科。例如：激光信息存儲與處理、激光材料加工、激光醫(yī)學及生物學、激光通訊 、激光印刷、激光光譜學、激光化學、 激光分離同位

2、素、激光核聚變、激光檢測與計量及軍 用激光技術等，極大地促進了這些領域的技術進步和前所未有的發(fā)展。 （二）在國民經(jīng)濟中形成新的產(chǎn)業(yè)部門 激光產(chǎn)業(yè)正在我國逐步形成，其中包括激光音像、激光通訊、激光加工、激光醫(yī)療、激光檢測、激光印刷設備及激光全息等，這些產(chǎn)業(yè)正在作為新的經(jīng)濟增長點而引起高度重視。例如，全國已有380多家生產(chǎn)激光音像設備（cd、ld、vcd、dvd），1996年在我國已形成年產(chǎn)值85億元以上的新產(chǎn)業(yè)，發(fā)展異常迅速。又如，利用激光全息技術開拓了激光模壓全息防偽商標和裝飾業(yè)，也已成為較大規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)。 （三）對傳統(tǒng)工業(yè)的改造將發(fā)揮愈來愈顯著的作用 激光加工作為先進制造技術已廣泛應用于汽

3、車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等國民經(jīng)濟重要部門，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。例如，天津冷軋薄板廠由于采用了激光毛化技術，將面臨倒閉的企業(yè)起死回生，僅1995年生產(chǎn)了6億元的激光毛化鋼板， 出口創(chuàng)匯數(shù)千萬美元；又如西安內(nèi)燃機配件廠建立了12條缸套激光熱處理生產(chǎn)線，將缸套壽命提高了1-3倍，現(xiàn)已在全國范圍推廣，該廠近期還要擴建12條生產(chǎn)線，以滿足用戶對激光缸套的需求。因此，發(fā)展激光產(chǎn)業(yè)將帶動傳統(tǒng)工業(yè)的改造和發(fā)展。 （四）促進醫(yī)療技術進步，提高人民健康水平 激光醫(yī)療技術目前已在眼科、外科、內(nèi)科、婦科、耳鼻喉科、心血管科、皮膚科等領域得到廣泛

4、應用，激光醫(yī)療設備已進入縣以上的醫(yī)院，這對醫(yī)療技術的進步和提高人民健康水平起著重要作用。 （五）加速我國國防技術的現(xiàn)代化 激光技術在軍事上已應用于測距、指向、制導、通訊及戰(zhàn)術武器等，為改善武器裝備的性能，提高命中率和可靠性，起到重要的作用，并有一定數(shù)量的產(chǎn)品出口。 二.國外激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)激光集錦1997年報導， 世界激光器市場可劃分為三大區(qū)域：美國（包括北美）占55% ，歐州占22%，日本及太平洋地區(qū)占23%。在世界激光市場上日本在光電子技術方面占首位，美國占第二位；在激光醫(yī)療及激光檢測方面則美國占首位；而在激光材料加工設備方面則是 德國占首位。因此我們選擇美國、日本、 德國三個國家，

5、介紹他們激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，也就反映了世界激光市場的基本情況及其發(fā)展趨勢。 (一)、美國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 目前尚未見到全面介紹美國激光光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的完整資料，現(xiàn)只能根據(jù)有關文獻進行綜述。 1994年美國光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會對1993年世界激光光電子市場作了統(tǒng)計，總產(chǎn)值為750億美元；美國光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會把顯示器、光存貯、 光通訊及硬拷貝稱之為光電子技術產(chǎn)業(yè)，并認為這個領域目前是日本占主導地位，在750 億美元產(chǎn)值中日本約占50%，因此美國認為當前應注意發(fā)展光電子技術產(chǎn)業(yè)， 使美國在這個領域能占有較大的份額。下面主要介紹美國激光加工和激光醫(yī)療方面的發(fā)展情況。 根據(jù)1996年工業(yè)激光評論雜志報

6、導，1995年世界范圍銷售的激光加工系統(tǒng)約11億美元，美國占31%、歐州32%、日本35%，其它2%。 在美國比較著名的激光公司有：相干公司、光譜物理公司、聯(lián)合工藝（urtc）公司、prc公司、 燃燒工程公司、lumonics公司、synrad公司、marted lasers公司、electrox公司和esi 公司等。相干公司和光譜物理公司是美國最大的兩個激光公司，占美國激光公司總銷售額的40%以上。光譜物理公司的工業(yè)激光部的高功率co2激光器股權已為德國rofin-sinar公司所收購，主要生產(chǎn)1.5kw-6kw橫流co2 激光器。 聯(lián)合工藝公司主要生產(chǎn)5kw-30kw高功率橫流co2激光器

7、，并且和德國一公司合資在德國制造這類設備；prc公司主要生產(chǎn)0.5-3.5kw軸快流co2激光器，現(xiàn)已累計銷售了1000臺高功率co2 激光器；燃燒工程公司生產(chǎn)1kw、5kw和10kw的高功率橫流co2激光器（以色列mli公司的專利）。synrad公司主要生產(chǎn)200w以下封離型射頻激勵co2激光器。 根據(jù)世界激光集錦雜志報導，1995年美國激光光電子生產(chǎn)者委員會成員公司，前半年的訂貨率比1994年同期增長了24%。在金融市場上，1995年激光公司原始股票的價格達到了有史以來的最高值，使這些公司獲得了巨額的利潤。1996年世界激光器市場的銷售分布狀態(tài)也有了變化，美國占55%，歐洲占22%，日本和

8、太平洋地區(qū)占23%。 美國是世界上最早建立激光加工站的國家，許多加工站建立于70年代中期，1996年的統(tǒng)計結果表明，美國激光加工站的年收入已逾60-80億美元，在美國激光加工站已超過1765家，這對于在美國推廣激光加工技術起著重要的作用。美國也是最早將高功率激光器引入汽車工業(yè)的，例如在美國汽車工業(yè)中心底特律地區(qū)就有40余家激光加工站，用于汽車板金件的切割和齒輪的焊接，使汽車改型的周期從5年縮短至2年。美國通用汽車公司已采用22條激光加工生產(chǎn)線；美國輻特汽車公司采用nd：yag激光器結合工業(yè)機械人焊接轎車車體，極大地降低了制造成本。據(jù)報導，到2000年美國三大汽車公司50% 的電阻點焊生產(chǎn)線將被

9、激光焊生產(chǎn)線所取代。1995年世界銷售的激光加工系統(tǒng)予計為1950臺，其中美國640臺，占34%。 在激光加工中主要使用co2激光器和nd：yag激光器。在美國co2激光器58%用于切割、12% 用于焊接、11%用于標記、1%用于熱處理、其它為18%；nd：yag 激光器24%用于焊接，39%用于標記，7%用于切割，18%用于微電子加工，3%用于打孔，其它9%。 在激光醫(yī)療方面，美國處于世界領先地位。激光醫(yī)療設備不僅在美國獲得廣泛應用，而且大量出口，美國的激光醫(yī)療設備由美國食品藥物管理局（fda）統(tǒng)一管理，只有經(jīng)過批準注冊方可使用和生產(chǎn)，這樣就保證了激光醫(yī)療設備的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性與安全性。據(jù)

10、統(tǒng)計，1986年美國醫(yī)院進行的2100萬例手術中已有250萬例使用co2激光手術刀，占總手術的12%，美國全國2/3 的門診機構已擁有激光醫(yī)療設備。在美國新的激光醫(yī)療儀器和醫(yī)療技術不斷出現(xiàn)，例如，美國每年有20-25 萬椎間盤突出病人，其中10-20%可以用激光進行切除；美國有1400萬人希望除去身上的紋身，美國每年診斷有45萬例患者有腎結石，其中1/3 用內(nèi)窺鏡技術或激光碎石術治療，用準分子激光作角膜刻劃來矯正視力已作了2萬多例，1995年已為美國fda批準使用，預計1996年可能有200-300臺準分子激光器在美國銷售，用于治療近視眼，產(chǎn)值約8000-12000萬美元；1995年又推廣了c

11、o2激光美容手術，特別是去掉皮膚皺紋的手術受到歡迎，這兩項手術的推廣導致1995年醫(yī)用激光器的收入增加。這種去掉皮膚皺紋的方法稱為皮膚再光滑激光療法，在美國每次治療的價格從800 美元到4500美元（不包括保險費），由此估算出皮膚再光滑的市場規(guī)模可達15億美元，因而吸引了至少8家公司為皮膚再光滑激光療法推出co2激光系統(tǒng)。據(jù)預測第一代軟組織的激光牙科機在九十年代初期銷售可達幾千臺，銷售額0.9億美元， 第二代硬組織激光牙科機可能替代大部分的機械牙鉆市場。 (二)、日本激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1994年初日本光電子產(chǎn)業(yè)技術振興協(xié)會公布了日本激光光電子產(chǎn)業(yè)1992-1993年的產(chǎn)值，這里只介紹1993年

12、的情況。1993年日本光電產(chǎn)業(yè)預測產(chǎn)值為37850億日元（若以110日本：1美元計算，則應為344億美元），比1992年的35066億日元增長7.9%。 光電子產(chǎn)業(yè)包括光電子設備和光電子元件兩部分，其中光電子設備為28086億日元（約255億元），光電子元件為9764億日元（約89億美元）。 從光電子設備的細目來看，光盤為14897億日元（占53% ）， 光輸入輸出設備8462億日元（30%） ，光傳輸設備2446億日元（9%），光傳感器1005億日元（4%），激光加工設備420億日元（2%）。 從光電子元件細目來看，顯示元件4787億日元（占49%），發(fā)光元件1387日元（包括激光器，占14

13、%），光纖1269億日元（13%），光敏元件（光接近元件）1115億日元（11%），復合光元件572億日元（6%），光傳輸網(wǎng)絡163億日元（2%）， 太陽能電池157億日元（2%）。 按美國光電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會的看法，日本在顯示器、光存儲、光通訊及硬拷貝組成的光電子產(chǎn)業(yè)中已超過了美國和歐洲，在世界上占主導地位。從上面的數(shù)字也可以看出日本的激光加工設備及醫(yī)療設備則占比例極小。在80年代初激光加工設備曾占日本光電產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的37%，后來由于光存儲、光通訊、 顯示器及半導體激光器的迅速發(fā)展，十多年來已發(fā)生了很大的變化。 八十年代初，日本產(chǎn)業(yè)界積極采用激光加工，并逐步擴大到焊接、釬焊。統(tǒng)計表明，日本占當

14、今世界上工業(yè)用激光設備的30%左右， 激光加工是日本重要的基礎制造技術之一。日本現(xiàn)用于材料加工的是大功率二氧化碳激光器和nd：yag激光器，少量準分子激光器也已使用，而新開發(fā)的氣體激光器有波長10.6微米二氧化碳激光器、波長5微米一氧化碳激光器、波長1.3 微米的碘激光器及二極管激勵固體激光器的紫外準分子激光器等。現(xiàn)在的二氧化碳激光器功率多為500w，而理論上可高達100kw，近期報導已達到20kw。且其功率越大，效果越好， 故日本對二氧化碳激光器開發(fā)研究寄以期望。 大功率一氧化碳激光器是日本業(yè)創(chuàng)造研究所和三菱重工聯(lián)合研制的，89年實現(xiàn)了連續(xù)4小時5kw，短時間達7kw振蕩輸出。93年其輸出功

15、率已達到20kw， 它在切割焊接中正嶄露頭角，而高功率的碘激光器是日本產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造研究和川崎重工一起開發(fā)的，1989年實現(xiàn)了近紅外的振蕩，它是化學激光器，特征是振蕩效率極高，5kw一氧化碳激光器、1kw碘激光器裝置已設立在92年4月成立的激光應用工學中心。 此外，弧光燈激勵固體激光器放大都為3kw， 因其存在功率增大導致光束發(fā)散角偏大和脈沖振蕩重復頻率低的缺點，日本正努力研制半導體激勵yag 激光器來取而代之。據(jù)報導，1kw二極管激勵yag激光器由正由日本國立研究所制成。 目前，大功率準分子激光器及其在材料加工中的應用開發(fā)研究引起人們極大興趣。它可利用短波長高能光子不產(chǎn)生熱量的分子水平的加工。86

16、年日本通產(chǎn)省工業(yè)技術院提出的18家民間企業(yè)與3所國立研究所參與的“超尖端加工系統(tǒng)”，就是以準分子激光和離子束為中心工具，其目標是在93年研制成2kw級xecl準分子激光設備。 激光加工切割的靈活性、高精度、高速度、高可靠性、高效率等優(yōu)點，不僅在薄板工業(yè)上，而且在金屬、塑料、陶瓷業(yè)中也廣為使用。最近5軸或6軸三維激光切割機器人已在日本汽車、機械、電機重工中大顯身手。 同時，激光焊接在日本電子、電機、汽車、車輛零部件，oa機器等小件、大批量生產(chǎn)中得到迅速發(fā)展。是本產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)線上成功應用激光焊為世界所矚目。 如在汽車車體制造中日本大膽采用有坯料時就將薄鋼板實施激光焊接后沖壓成型的新方法（tailor

17、cd blank welding），現(xiàn)已為世界上絕大多數(shù)汽車廠家所仿效。 日本以5kw及10kw二氧化碳激光焊代替了閃光對焊進行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接。在薄、中厚板鋼管、高級薄型不銹鋼制造時，與高頻電焊、tig焊相結合，保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性。 日本致力于激光超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片， 無法熔焊，但通過有特殊輸出功率波形的yag激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。 日本引以為自豪的是在世界上首次成功開發(fā)了將yag 激光焊用于核反應堆中蒸氣發(fā)生器細管的維修，這是日本最大限度地利用yag激光（波長1.06 微米）能以石英光纖遙控傳輸和集周邊設備之大成的尖端技術。隨著今后3kw以上

18、的高功率、 高亮度且控制維修性皆佳的yag 激光器和新一代二極管激光激勵大功率固體激光器的誕生，軟硬件的配套，預計這一領域的激光技術還會有新的突破。 據(jù)1992年東京大學研究與發(fā)展研究所tfujioka報道，日本co2 激光加工機年銷售額為558 億日元，yag激光加工機年銷售額為177億日元，總計為735 億元日。co2激光加工機主要應用于切割和打孔（占總臺數(shù)的94.8%），焊接（2.8% ）； 而yag激光加工機主要應用于標記（34.5% ），焊接（27.7%），微調(diào)（10%）和切割、打孔（8.9%）。日本生產(chǎn)co2激光器的廠商有60家，生產(chǎn)co2激光加工機的主要制造廠商為三菱電氣、松下電

19、氣、amada和mazak等公司，占日本激光加工市場70%左右。另外德國rofin-sinar激光公司和日本marubeni及nippei toyama公司合資經(jīng)營；德國的trumpf激光技術公司和日本石川島播磨重工合資經(jīng)營，這表明德國的co2 激光加工機已進入了日本激光加工市場。日本生產(chǎn)yag激光器的有日本電氣、富士電視、東芝等30家生產(chǎn)廠家。約70-80%的co2激光器用于切割，約有70%的yag 激光器用于電子工業(yè)。另外，據(jù)統(tǒng)計，到1995年為止日本已建立了1500家激光加工站。近來年，以每年新建200-300家的速度在遞增。 日本激光醫(yī)療始于ar激光眼底凝固、外科二氧化碳激光刀、內(nèi)科n

20、d：yag 激光內(nèi)窺鏡等迎來了光能熱利用激光醫(yī)療第一代。隨著激光技術的進步，激光化學效益治療法誕生，開辟了激光醫(yī)療的康莊大道，現(xiàn)今，日本所有醫(yī)療領域中都應用了激光。 日本利用nd：yag倍頻激光（532nm）的醫(yī)用激光器，其基波功率為60w， 調(diào)諧波功率約20w，通過ktp變換波長，已在醫(yī)療上廣泛使用。 er：yag激光的2.94微米光較之二氧化碳激光的10.6微米更易被水、ca、p等所吸收，多用于切開、切除多水份的身體軟組織及骨切開術，性能大大優(yōu)于二氧化碳激光刀。由于可以光纖傳導，今后，若3微米帶的穩(wěn)定光功率纖維開發(fā)成功， 將用于體腔內(nèi)患部的非切開、切除手術。此外，稀土類元素ho：yag 激

21、光器也已開始使用。 日本利用激光治療癌癥十分積極，主要是ar激光激勵、閃光燈激勵、準分子激勵的染料激光器。隨著光纖技術的發(fā)展，它們是非切開治療體腔內(nèi)癌的劃時代的新手段，還能治療血管狹窄、閉塞、給心臟外科帶來革命。光纖腹腔鏡已順利走上應用軌道，不動手術的腹腔內(nèi)疾患激光治療法，對高齡人口結構的日本具有重要的、現(xiàn)實的意義。 準分子的紫外光束有良好的光化學效應，適宜于非熱性切開、切除、并能抑止紅外光束所常見的切開部的熱變性和炭化，一部分arf激光器（角臘在193nm附近有吸收帶）適用于角膜切開，進行眼科近視治療的角膜手術，但能否保持治療效果仍有疑問。arf激光有優(yōu)秀的骨切開功能，在整形外科中大有用武之

22、地。 日本防衛(wèi)醫(yī)科大學最近在臨床試用準分子激光清除嚴重燒傷（死）皮膚組織，時間短、痛苦少，并能有選擇地控制照射，無紫外線過量而致癌之憂的新技術。 波長780-830nm，功率10-1200mw的gaalas激光器用眼科白內(nèi)障、眼瞼異常治療、外科皮膚肌肉切開、神經(jīng)科神經(jīng)纖維伸長抑制、循環(huán)系的血流、皮膚溫度控制、減輕疼痛等。不久的將來，半導體激光激勵小型激光器一旦實現(xiàn)，激光醫(yī)療應用將會出現(xiàn)飛躍。自由電子激光器將是今后醫(yī)療領域的臺柱，是未來醫(yī)用激光設備的代表。激光醫(yī)療的主要課題是治癌，并為治療艾滋病、疑難怪癥帶來福音。 日本激光醫(yī)學研究雖然比較活躍，但是從日本光電子產(chǎn)業(yè)技術振興協(xié)會1994年初發(fā)表的

23、統(tǒng)計數(shù)字來看，日本1993年醫(yī)用激光裝置的總產(chǎn)值約30億日元，按目前美元對日元的比價不足3000萬美元，在日本光電子設備中所占份額是最小的。 (三)、德國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 在歐洲地區(qū)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的是德國，特別是激光材料加工方面處于世界領先的地位。1986年德國提出了1987-1992年激光研究與激光技術資助重點的bmft資助計劃，在這五年期間實際投資為2億6千2百萬馬克， 資助重點與經(jīng)費分配為：激光器與元件36%，應用技術與系統(tǒng)集成48.9%，激光測量與激光分析12.2% ，其它2.3%；也就是說約72%的經(jīng)費用于激光材料加工的課題（光源、元件、 系統(tǒng)和方法）。承擔課題的有科研集團（fhg

24、、mpg、gfe）6個科研所，9個大的激光中心，高校研究所中的30個科研組，共約900名科研人員參加。在這期間建 立的比較著名的研究所和中心有：夫朗和費激光技術研究所、柏林固體激光研究所、漢諾威激光中心、斯圖加特光束應用研究中心等。 根據(jù)德國機械制造協(xié)會激光材料加工工作聯(lián)盟1994年的統(tǒng)計，用于材料加工的光源（co2和yag激光器）總共生產(chǎn)了1364臺，產(chǎn)值1.65億馬克，比1993年增長13%；激光器件臺數(shù)增長了39% 。 特別是用于標記和牙科方面的小功率激光器即yag激光器出現(xiàn)了超比例的增長率。因此德國用于加工技術的激光器， 高于以前任何時期。用于材料加工的光源，德國企業(yè)（主要是rofin

25、-sinar激光公司、 trumpf激光技術公司、haas固體激光公司、lambda physik 公司等）幾乎占了世界市場的40%，處于領先地位。與此同進，還簽訂了1544臺激光器的訂貨合同，價值1.77 億馬克。1994年激光系統(tǒng)的營業(yè)額也有大幅度的增長，完成了860個系統(tǒng)的生產(chǎn)額，價值為2.35億馬克，臺數(shù)增長率為51%，銷售額增長率為17%。與此同時，還簽訂了937個系統(tǒng)合同，價值2.49億馬克（臺數(shù)增長率58%，產(chǎn)值增長率18%）， 這些合同與1995年預測的 生產(chǎn)額接近。 在激光光源方面co2占42%，nd:yag占35%；在激光系統(tǒng)方面co2激光加工系統(tǒng)占56%，yag 激光加工

26、系統(tǒng)占40%， co2 激光加工系統(tǒng) trumpf 公司是自行配套， 而rofin-sinar公司則與 格瑞斯海姆有限公司合作配套，已形成lascontur 系列激光加工機。出口部分的增長表明，在國際上德國企業(yè)有強大的競爭能力，德國激光工業(yè)目前仍處于上升階段。三.我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要問題 國家科委委托中國光學光電子行業(yè)協(xié)會進行的統(tǒng)計表明，1991-1995 年我國激光產(chǎn)業(yè)的總銷售額為125億元，1995年銷售額是1990年的69倍，平均年增長率達到2.3倍，遠遠超過國外的增長速率。其中光存儲銷售額最大，為109億元，五年共出口cd機2120萬臺，創(chuàng)匯8.2億美元，其次是測距、準直，

27、7.8億元；第三位是激光醫(yī)療設備2.5億元，第四位是激光加工設備2.1億元。 目前，國內(nèi)從事激光器及激光應用設備生產(chǎn)的單位約500多家， 其中生產(chǎn)激光音像設備的有380多家，生產(chǎn)其它激光設備的有150多家，國家級的激光工程技術研究中心有四個，各種類型的激光加工站有120多家，并正在迅速發(fā)展。 其中，中國在中低功率全固態(tài)激光器產(chǎn)業(yè)化方面處于國際領先。 國家“863”計劃“中低功率全固態(tài)激光器產(chǎn)業(yè)化”項目，2000年11月13日通過了中科院高技術局主持的鑒定。由兩院院士王大珩、工程院院士梁春廣、陳良惠等專家組成的鑒定委員會認為，該項目綜合技術指標達到了國際先進水平，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已居國際領先水平，是我

28、國高新技術產(chǎn)業(yè)化的成功范例。 中低功率輸出的半導體激光泵浦的全固態(tài)激光器是八十年代末期新出現(xiàn)的激光器件。這類器件具有體積小、重量輕、攜帶方便、使用安全、轉(zhuǎn)換效率高等特點，除在物理、化學、生物、醫(yī)學等高技術領域有著廣泛的用途外，在娛樂、廣告、建筑等其它領域的用途也日益增多。國際上的有關專家認為這是一種非常有前途的激光產(chǎn)品，是新世紀激光器發(fā)展的主要方向。 中科院長春光學精密機械與物理研究所從“八五”初期開始，在國家“863 ”計劃和國家自然科學基金項目的支持下開展了“半導體激光泵浦全固態(tài)綠激光器”的研究，1994年該項目通過了成果鑒定，并被國家科委列入重大成果轉(zhuǎn)化項目，后又被國家計委列入“產(chǎn)業(yè)化示

29、范工程項目”。經(jīng)過數(shù)年獨立自主的邊研制、邊開發(fā)、邊產(chǎn)業(yè)化，項目組研究設計出了適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的激光器結構，摸索出了一整套行之有效的激光器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝技術，達到了年產(chǎn)3萬余臺的生產(chǎn)能力， 并通過了iso9001國際質(zhì)量保證體系的認證。 在該項目組基礎上成立的高技術企業(yè)長春新產(chǎn)業(yè)光電技術有限公司，目前已銷售“中低功率半導體激光泵浦全固態(tài)激光器”系列產(chǎn)品19000余臺，95 的產(chǎn)品銷往世界上50多個國家和地區(qū)，銷量占國際市場同類產(chǎn)品的30以上份額，成為國際上生產(chǎn)“半導體激光泵浦全固態(tài)激光器”最大的企業(yè)，并取得了良好的經(jīng)濟效益。 我國激光產(chǎn)業(yè)具有很好的發(fā)展前景和很大的潛力，但也必須看到除激光音像設備已

30、形成較大的規(guī)模，在世界上占有一定的地位外，其它激光設備的產(chǎn)業(yè)與國外相比尚存在較大的差距，主要問題是： （一）科研與生產(chǎn)結合得不好，科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力較差，許多具有市場前景的成果 仍停留在實驗樣機階段； （二）資金投入不足，市場開拓不夠，一些重要激光產(chǎn)品尚未形成規(guī)模生產(chǎn)，效益較低； （三）產(chǎn)品質(zhì)量較差，在安全性、穩(wěn)定性、可靠性及標準化等方面還有待進一步提高； （四）激光系統(tǒng)的配套能力較差，增加了用戶使用的困難； （五）創(chuàng)新能力較差，高檔次的激光產(chǎn)品少，智能化、自動化程度較低，缺乏市場競爭能力； （六）從技術管理上看，激光產(chǎn)品缺少國家標準，激光產(chǎn)業(yè)沒有歸口主管部門，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督不夠，這些都

31、不利于激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 四.我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的建議 根據(jù)我國基礎工業(yè)比較落后，激光產(chǎn)業(yè)起步較晚的特殊國情，我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略應采取“重點突破”的戰(zhàn)略，而不宜采取“全面推進”的方式，應該是“集約型”發(fā)展模式，而不宜采取“粗放型”發(fā)展模式。按這一思路，我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略應為： 以世界激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和國內(nèi)外市場為導向，以國民經(jīng)濟建設和人民生活急需的重要項目為龍頭，集中力量，發(fā)揮優(yōu)勢，采取重點突破，組織和建立多種投資體制和產(chǎn)業(yè)集團，逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，加速激光產(chǎn)品商品化、產(chǎn)業(yè)化和國際化的進程。努力開拓市場，使我國的激 光產(chǎn)值在2005年達到300億元，2010年達到400億元。 這一發(fā)展戰(zhàn)略

32、，可具體分為以下三個方面： （一）在激光產(chǎn)業(yè)布局上，建立重點基地，形成規(guī)模和輻射源 經(jīng)過國家和地方政府的扶持，給予特殊政策，可望在較短的時間內(nèi)，在北京、上海、武漢、江蘇、廣東等地形成具有較大規(guī)模和較高水平的激光產(chǎn)業(yè)集團，形成規(guī)模生產(chǎn)，從而帶動全國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 （二）在激光產(chǎn)品方向上，以重點產(chǎn)品為龍頭 重點發(fā)展激光音像設備、激光加工成套設備、激光醫(yī)療器械、激光檢測儀器、激光印刷設備等。 與此同時，要積極推動在全國大、中城市，大、中型企業(yè)建立激光加工站或生產(chǎn)線，推廣激光加工技術；在全國大型醫(yī)院建立激光醫(yī)療中心，在中、小型醫(yī)院建立激光醫(yī)療科室；并分別建立激光加工工藝及激光醫(yī)療的數(shù)據(jù)庫。 （三）在

33、激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展步驟上，實行三步走的戰(zhàn)略 從現(xiàn)在起到2010年大致分為三個發(fā)展的階段。第一個階段用大約三年的時間加強激光產(chǎn)業(yè)基地建設，建立若干個激光產(chǎn)業(yè)集團，初步形成規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)品年總銷售額達到200億元，部分產(chǎn)品進響亮國際市場；第二階段用大約五年的時間完成產(chǎn)業(yè)基地向全國輻射，激光產(chǎn)品的商品化、產(chǎn)業(yè)化程度大幅度提高，產(chǎn)品年總銷售額達到300億元；第三階段再用大約五年時間完成激光產(chǎn)業(yè)的國際化， 激光產(chǎn)品在國際市場上具有較強的競爭能力，并占有一席之地，年總銷售額達到400億元。 五.加速我國激光行業(yè)發(fā)展的對策和措施 （一）轉(zhuǎn)換機制，促進激光產(chǎn)業(yè)集團的建立和發(fā)展 目前我國多數(shù)激光公司和企業(yè)規(guī)模較小，投

34、資強度低，沒有形成規(guī)模生產(chǎn)，運行機制不靈活，缺乏市場競爭能力。為此，必須促進現(xiàn)有的激光產(chǎn)業(yè)集團公司或新建地區(qū)性的激光產(chǎn)業(yè)集團公司的發(fā)展。 1、促進現(xiàn)有激光產(chǎn)業(yè)集團公司的發(fā)展。 現(xiàn)有一些企業(yè)集團還不能適應市場經(jīng)濟和市場競爭。必須建立多種成份組成的“股份制”的經(jīng)營模式，解決好多方面的經(jīng)濟利益及分配，形成科研、開發(fā)、生產(chǎn)、營銷一體化的經(jīng)營機制，參與市場競爭。 2、促進建立地方級的“激光產(chǎn)業(yè)集團公司”，運用市場機制， 以經(jīng)營良好、實力較強的企業(yè)為核心，吸收或兼并其它企業(yè)，形成地區(qū)性的激光產(chǎn)業(yè)集團公司。 3、以激光產(chǎn)品為龍頭，成龍配套， 在生產(chǎn)成套設備的同時與激光加工的二次產(chǎn)品相結合的方式建立激光集團公

35、司。例如：建立“激光熱處理缸體、缸套成套設備公司”、“激光焊接金剛石鋸片成套設備公司”，然后結合激光加工站，激光加工中心建立產(chǎn)業(yè)集團公司。 4、走與企業(yè)集團相結合的道路，由有實力的企業(yè)或企業(yè)集團以投資、 控股、收購等多種方式，使激光生產(chǎn)部分變?yōu)樵撈髽I(yè)集團的一部分。例如德國西門子公司兼并rofin-sinar激光公司，美國相干公司兼并德國lambda-physik激光公司等。 （二）大力提高激光產(chǎn)品質(zhì)量 我國激光產(chǎn)品的質(zhì)量與國際先進水平相比還有較大的差距，主要表現(xiàn)在安全性、穩(wěn)定性、可靠性、使用壽命及自動化程度方面。要改變這種局面，必須注意抓好： 1、加速制訂激光產(chǎn)品的國際標準和企業(yè)標準。 2、要

36、嚴格按照國際標準的要求開發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品，按iso9000系列標準建立健全質(zhì)量體系。 3、注意提高零部件的產(chǎn)品質(zhì)量，例如光學元件、開發(fā)電源、風機、冷卻系統(tǒng)、泵浦燈、激光晶體、振鏡、q開關等關鍵元、器件，建立一批專業(yè)化生產(chǎn)點。 4、根據(jù)市場需要研究和開發(fā)，采用國際先進零部件的激光新產(chǎn)品，加大系統(tǒng)集成力度，努力創(chuàng)新和建立中國名牌產(chǎn)品。 5、健全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督機構，加強激光產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督工作。 （三）積極開拓國內(nèi)外激光市場，加快激光產(chǎn)業(yè)國際化的進程 1、發(fā)揮激光技術作為高新技術的輻射功能， 加強同傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造尤其是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)（汽車、鋼鐵、電子、機械等）的緊密結合，納入國家和地方發(fā)展計劃，提高激光

37、技術開發(fā)的經(jīng)濟效益和社會效益，這是開拓激光市場的重要途徑。 2、引進國外先進技術與資金，建立若干個生產(chǎn)激光器和成套設備的合資企業(yè)以提高我國激光產(chǎn)品水平。 3、大力推廣激光加工站，是開拓激光市場的有力措施。近10多年來， 國外建立了約5000個激光加工站。我國現(xiàn)在只有120個左右的激光加工站或加工中心，發(fā)展將有很大的潛力。這些加工站承接加工，研究加工工藝，為推廣激光加工技術打開了窗口，起到了示范、宣傳推廣作用，其經(jīng)濟效益亦十分可觀，有力地推動了激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。建議國家和地方政府對建立區(qū)域性的激光加工站或加工中心加大資金扶持的強度。 4、開拓國際市場，特別是東南亞、南亞和西亞的國際市場。 在國外建

38、立銷售和服務網(wǎng)點，以質(zhì)量和價格優(yōu)勢參與國際市場競爭，使我國激光產(chǎn)品在國際市場上占有一定的份額。 5、重視培育一支高素質(zhì)的激光產(chǎn)品營銷隊伍，特別要提高對市場信息的收集、分析、推銷的能力，做好售好服務工作。還要重視聯(lián)合相關行業(yè)的營銷機構，建立一批代銷點。 （四）建立一支高水平的穩(wěn)定的激光產(chǎn)業(yè)隊伍 1、形成一支具有創(chuàng)新意識和攻關能力的高水平的研究開發(fā)隊伍 科技人員在研究、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化過程中一直起著主導作用。因此，一方面各單位要通過制定優(yōu)惠政策，提高科技人員的生活待遇，建立和完善獎勵、培養(yǎng)、使用和流動制度，穩(wěn)定隊伍，并充分發(fā)揮科技人員的積極性。另一方面要注重培養(yǎng)年輕科技人員，促使他們盡快成為科研開發(fā)骨

39、干，從而保持激光研究開發(fā)隊伍的穩(wěn)定。 2、培養(yǎng)造就一批優(yōu)秀的企業(yè)管理人才 管理和技術是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的雙翼，管理人員的素質(zhì)對企業(yè)的經(jīng)營狀況和企業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，優(yōu)秀的管理人員必須是懂科學、懂市場、事業(yè)心強、管理在行，有開拓精神的復合型人才。當前我國激光企業(yè)的管理層還達不到這種要求，應采取多種培養(yǎng)方式，進一步提高他們的管理水平。 3、建立一支訓練有素，符合激光產(chǎn)業(yè)要求的職工隊伍 作為高技術的激光產(chǎn)業(yè)，職工隊伍必須具有較高的專業(yè)素質(zhì)，但目前這一要求還遠遠不能達到。要通過多種渠道，大力開展職工技術培訓，使之經(jīng)?；⒅贫然?、全面提高職工隊伍的素質(zhì)。 4、培養(yǎng)造就一批具備國際化知識的人才 發(fā)展激光產(chǎn)

40、業(yè)需要一批通曉國際經(jīng)貿(mào)知識，了解國外企業(yè)行為及有關法律、稅務、財務、金融等制度，能開拓國際市場、懂管理、有專長的復合型人才。對于國際化人才的培養(yǎng)可采取國內(nèi)外培訓與實踐中鍛煉相結合的方式。吸引留學人員的回國創(chuàng)業(yè)，聘請海外專家來華工作，是發(fā)展激光產(chǎn)業(yè)的有效途徑。 （五）加強管理，為激光產(chǎn)業(yè)工作的管理 1、加強政府部門對激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件 國外激光產(chǎn)業(yè)初期的發(fā)展，主要靠政府支持，利用其強大的工業(yè)基礎，并實行高強度投入。在我國激光產(chǎn)業(yè)還沒有正式的歸口部門之前，建議由科技部歸口管理。在科技部下屬成立國家激光專家管理小組。協(xié)助政府提出激光科技、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和政策法規(guī)的建設，和行業(yè)協(xié)會共同組織、協(xié)調(diào)、

41、交流激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力探索一條宏觀管理與市場機制相結合的有效途徑。 2、增強對激光產(chǎn)業(yè)資金的投入，建立多元化投資體系 資金投入是激光產(chǎn)業(yè)化的必要條件和基礎，為了適應我國從計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)變的要求，有必要對現(xiàn)有投資政策進行調(diào)整，建立一種多元投資體系，即包括政府、企業(yè)、集體、個人、金融機構等多種投資渠道。只有政府投資增加的同時，才能大力發(fā)展非政府的投資，以適應激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建議國家設立激光產(chǎn)業(yè)風險投資基金。 3、制定和完善激光產(chǎn)業(yè)的法規(guī)和政策 我國激光產(chǎn)業(yè)還在起步階段，許多法規(guī)還未建立，如激光設備質(zhì)量檢測標準、激光設備安全防護規(guī)定，激光產(chǎn)品銷售許可證的發(fā)放等，都需要有關部門歸口管理。通過減

42、免稅收促進技術創(chuàng)新和發(fā)展，是世界各國創(chuàng)立和發(fā)展高技術產(chǎn)品的一項重要政策措施。我國政府比較重視減免稅收來促進高新技術的發(fā)展，但有關減免稅的政策措施還不完善，需要進一步調(diào)整，才能適應激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。 （六）加強科普宣傳，推廣激光應用，培育激光產(chǎn)品市場 激光技術應用十分廣泛，市場潛力很大，但人們對激光技術的優(yōu)越性和應用的廣泛性還認識不足，激光市場尚處在開發(fā)階段。對此，我必須采取有效措施，大力開發(fā)市場，為激光產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造廣大的發(fā)展空間。 1、充分發(fā)揮廣播、電視、報刊等新聞媒介部門的作用 由科學技術部主持，激光行業(yè)協(xié)會協(xié)助，制作有關激光基本知識及其應用的科技宣傳材料，讓更多的人了解激光。 2、舉辦激光應

43、用專題研討會 邀請有關行業(yè)人員參加，使與會人員對激光的用途有較深的了解，以便在今后的技術改造、更新工藝、新產(chǎn)品開發(fā)中考慮使用激光技術。 六.激光在產(chǎn)業(yè)中的具體應用 （一）激光在汽車工業(yè)的應用 安全性、舒適性、節(jié)能和環(huán)保一直作為世界汽車工業(yè)發(fā)展的主題，激光技術作為現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的主要加工方法之一，其發(fā)展也主要是圍繞著這一主題并結合本專業(yè)的自身特點進行的。 汽車工業(yè)是激光加工應用最多的領域之一。據(jù)有關資料統(tǒng)計，在歐美工業(yè)發(fā)達國家中，有50-70的零部件都是采用激光加工來完成的。 尤其是近年來發(fā)展很快，1998年全世界約有3000多臺激光加工機用于汽車工業(yè)，而且每年還有數(shù)以百計的激光加工機投入使用。

44、應用于汽車工業(yè)的檢測、快速成形的小功率激光器目前也有數(shù)千臺。 在汽車工業(yè)中，激光加工通常以切割為主。激光束切割一般采用大功率二氧化碳氣體激光器，為了提高切割速度和切割質(zhì)量，在二氧化碳激光切割機的光束出口處一般都裝有噴嘴，以便在切割過程中同時噴吹氣體。由于金屬表面對于波長為10.6m的光波反射率高，在切割金屬工件往往噴吹氧氣或壓縮空氣，以提高切割效率；而在切割易燃材料時則噴吹氮氣等惰性氣體以防止燃燒。 激光切割的切徑寬度一般小于0.5mm，但也有達到lmm左右的。它和工件的材料及厚度、激光束的功率、焦距及焦點位置、激光束的直徑、噴吹氣體的壓力及流量等各種因素有關。在汽車樣車和小批量生產(chǎn)中大量使用

45、三維激光束切割機，對普通鋁、不銹鋼等薄板、帶材的切割加工，應用激光加工，其高速切割速度已達10m/min，不僅大幅度縮短了生產(chǎn)準備周期，并且使車間生產(chǎn)實現(xiàn)了柔性化， 加工面積減小了一半。由于它的加工效率高，比機械加工方式的加工費用減少了50。有報告稱，每日開兩班。折舊期可在2年左右完成。 激光焊接在汽車工業(yè)中已成為標準工藝。激光用于車身面板的焊接可將不同厚度和具有不同表面涂鍍層的金屬板焊在一起，然后再進行沖壓，這樣制成的面板結構能達到最合理的金屬組合。激光焊接的速度約為4.5m/min，而且很少變形，省去了二次加工。激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接，可以減少搭接寬度和一

46、些加強部件，還可以壓縮車身結構件本身的體積。僅此一項車身的重量可減少56kg。激光焊接用于車頂外殼與框架焊接，傳動轉(zhuǎn)換器蓋板的焊接，由cnc控制，其循環(huán)時間約為16秒，實際焊接時間僅為3秒，一天可連續(xù)運行24小時。 隨著大功率輸出的二氧化碳激光器的出現(xiàn)，金屬表面處理工藝得到了很大的進展。其中應用較廣的有激光涂層、激光合金化、激光拋光、激光沖擊硬化等工藝技術。激光表面處理在汽車的發(fā)動機閥座、車頂外殼與框架等零部件的制造中得到了廣泛的應用。 在汽車零部件的生產(chǎn)中，如鋼套、曲軸、活塞環(huán)和齒輪等的熱處理，在經(jīng)激光熱處理后，不必再進行后處理，可直接送到裝配線上安裝。 激光加工計算機數(shù)控與柔性制造技術相結合，在汽車模具的制造中，得到了廣泛的應用。激光切割、激光表面處理、激光熱處理等工藝技術，使原來制作模具周期從28周縮短為4-6周，滿足了汽車快速改型的需要。 激光測量在汽車工業(yè)中成為技術測量的主力，它可以將零部件與模型比較，對經(jīng)過修理或修改的零部件與原始模型進行比較，或在零部件的設計改變后迅速修改刀具或模具。在汽車零部件生產(chǎn)中，激光測量可以快速和非常精確地檢驗每一個成品零部件的尺寸是否與設計尺寸完全一致。而且，激光測量儀能夠最迅速地將一個零部件或物理模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字