近年來，超精密加工的空間尺度已經被推進到了微米甚至納米級別，比如在1毫米的尺度範圍內(nei) 刻畫清晰又複雜的二維碼，再比如在特殊材料上打一個(ge) 1微米的小孔。如何實現微米、納米級精準度的加工？答案之一是飛秒激光。

　　與(yu) 傳(chuan) 統機械加工采用刀具和電火花相比，飛秒激光能大幅度提升加工精度，同時飛秒激光加工是“冷激光”，熱效應極小，適用於(yu) 薄膜、柔性等材料的精細加工。青島自貿激光有限公司總經理邴召榮認為(wei) ，飛秒激光推動精密加工行業(ye) 進入了光時代，未來將引領製造業(ye) 的變革。

　　手握飛秒激光種子源和光芯片的青島自貿激光，正在參與(yu) 並試圖引領這場變革。

　　飛秒激光的“冷加工”能量

　　飛秒激光為(wei) 何有如此大的能量？

　　一飛秒是1秒的一千萬(wan) 億(yi) 分之一，即使是每秒能飛行30萬(wan) 千米的真空中的光，在一飛秒內(nei) ，也隻能走300納米。飛秒激光就是輸出激光的脈衝(chong) 寬度在飛秒級別的脈衝(chong) 激光器，能以極快速度將其全部能量注入微納米級的作用區域。數飛秒間輸出的高密度能量讓飛秒激光與(yu) 材料相互作用的時間極短，等離子體(ti) 還沒來得及將能量傳(chuan) 遞給周圍材料，就已經從(cong) 材料表麵被燒蝕掉，不會(hui) 給周圍的材料帶來熱影響，這種“冷加工”優(you) 勢使飛秒激光技術在精密鑽孔、精密切割等精密加工領域中應用前景巨大。

　　“就像這個(ge) 手機的柔性電路板，隻有超快激光能製造。”采訪中，邴召榮來回彎折手中一張金黃色的薄片，上麵刻畫著縱橫交錯的細線，排列著微小的、形狀各異的孔洞。這片薄薄的電路板是手機屏幕能夠彎曲、折疊的關(guan) 鍵，而上麵的細線和孔洞都是用超快激光加工而成，既能精密刻畫又能保證不破壞材料本體(ti) 。

　　除了用於(yu) 柔性電路板的精密製造，飛秒激光在激光打標、激光清洗、激光焊接、切割、醫療美容等方麵的應用都十分廣泛，甚至在航空發動機打孔等方麵也能大展身手。據悉，現代飛機發動機葉片表麵通常會(hui) 覆蓋一層陶瓷的熱障塗層，采用傳(chuan) 統電火花無法加工，隻有“快準狠”的飛秒激光才能在葉片上打微型孔，同時不破壞那層薄薄的陶瓷塗層。

　　飛秒激光的“冷加工”特點讓其擁有廣闊的市場前景。與(yu) 世界製造業(ye) 大國相比，我國激光在製造業(ye) 尤其是裝備製造業(ye) 中的應用比例僅(jin) 為(wei) 30%，而美、日比重均為(wei) 45%以上，德國超過50%。《fun88官网平台產(chan) 業(ye) 市場前瞻與(yu) 投資戰略規劃分析報告》預測，隨著我國激光應用領域的不斷擴展及技術進步，2024年我國激光產(chan) 業(ye) 整體(ti) 市場規模將達到4000多億(yi) 元。

　　實現飛秒激光器全國產(chan) 化

　　然而飛秒激光的市場蛋糕並不是那麽(me) 容易吃到。

　　邴召榮介紹，由於(yu) 國內(nei) 飛秒光纖激光器研究一直處在實驗室階段，核心器件長年依靠進口。國內(nei) 高端激光器市場基本由通快、相幹、IPG等國外廠商掌握，歐美各國對關(guan) 鍵技術模塊和元器件實行禁運，並抬高相關(guan) 原材料的價(jia) 格，飛秒激光裝備的價(jia) 格居高不下。由此，沒有獨立自主核心技術成為(wei) 國內(nei) 飛秒激光產(chan) 業(ye) 發展的瓶頸。

　　青島自貿激光正在打破這個(ge) 瓶頸。創始人曹祥東(dong) 博士師從(cong) 美國羅切斯特大學教授Go-vind P. AGRAWAL和貝爾實驗室教授Colin McKinstrie，曾任西門子、北美電信等公司高級技術主管。他研發的飛秒激光核心技術之一“超高精度色散管理技術”於(yu) 2012年入選OSA（美國光學學會(hui) ）“全球六大新創新技術”。

　　回國創業(ye) 的曹祥東(dong) 帶領團隊開發出了全世界首個(ge) 掌上型飛秒激光種子源、中國首台全光纖飛秒激光器，賦予了自貿激光濃厚的技術色彩。“種子源就像是飛秒激光器的‘火種’，是飛秒激光器的核心。”邴召榮說，中科院高能物理研究所、華中科大、國防科大等多家科研機構都曾購買(mai) 過自貿激光的種子源產(chan) 品，就連美國三大光學中心之一——羅切斯特光學中心也曾購買(mai) 過。

　　除了激光“種子源”，青島自貿激光還掌握了飛秒激光器“心髒”——光芯片的核心技術，擁有光芯片、算法、控製模塊、控製軟件等全套自主核心技術，器件國產(chan) 化率95%以上，並預計在2年內(nei) 可實現100%國產(chan) 化。

　　而國內(nei) 大部分生產(chan) 廠家的核心技術都是采用國外技術路徑，在技術和產(chan) 品升級等方麵大受掣肘。“比如大部分國內(nei) 廠家的光芯片都采用德國BATOP公司的進口芯片。”邴召榮說，這些廠家在技術路徑上也都采用國外的被動鎖模技術，而自貿激光自主研發的全自動鎖模技術打破了行業(ye) 內(nei) 的被動鎖模技術壁壘。邴召榮認為(wei) ，與(yu) 之前的技術路徑相比，全自動鎖模技術更加穩定，能夠持續、穩定獲得高能量、高峰值率的飛秒級脈衝(chong) 。

　　目前，自貿激光掌握了超高精度色散管理技術、全自動鎖模技術、非線性放大技術、全光纖集成技術、模塊化集成封裝技術五大飛秒核心技術，擁有相關(guan) 核心發明專(zhuan) 利33項（13項在審），實用新型14項（9項在審），形成了係統的專(zhuan) 利保護池。

　　布局飛秒激光產(chan) 品線

　　目前，自貿激光專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事飛秒光纖激光器及其核心元器件、超快激光應用裝備的研發、生產(chan) 、銷售。邴召榮介紹，公司開發的飛秒PCB/FPC加工器已批量進入華為(wei) 、蘋果核心供應商工廠，後期變形機種可以陸續進軍(jun) LED、心髒支架、電池薄膜加工、9H鋼化玻璃屏等新材料加工領域。

　　公司研發生產(chan) 的飛秒美容儀(yi) 已小批量驗證進入臨(lin) 床驗證階段，預計2022年年中推向市場。在空間星際衛星數據傳(chuan) 輸、飛秒激光碎石、飛秒激光探測技術、太赫茲(zi) 檢測、航天等領域的應用化方麵已經取得初步突破，正在尋求相關(guan) 產(chan) 業(ye) 合作。

　　2019年，青島自貿激光年營收2660萬(wan) 元。邴召榮介紹，按照去年的銷售計劃，本來預計2020年年營收將突破7000萬(wan) 元，但上半年的疫情影響了訂單，今年以來營收大約2000多萬(wan) 元。

　　為(wei) 募集研發資金、建設產(chan) 業(ye) 研究院等，青島自貿激光今年計劃融資6000萬(wan) 元，其中，1600萬(wan) 元用於(yu) 飛秒激光器研發、中試及市場推廣；1400萬(wan) 元用於(yu) 飛秒美容及皮膚病治療儀(yi) 的三級醫療器械取證及後續臨(lin) 床試驗及市場推廣；2000萬(wan) 元用於(yu) 產(chan) 業(ye) 研究院建設。

　　此次募資將擴股2400萬(wan) 股，新進股東(dong) 占擴股後的股份為(wei) 10.7%，公司總估值為(wei) 5.6億(yi) 元。目前，創始人曹祥東(dong) 博士持股33%，青島自貿發展公司占股20%，青島智匯港投資和青島睿穀管理谘詢為(wei) 高管及核心員工持股平台，分別占股23.43%和23.32%。邴召榮還透露，公司有上市科創板的打算，目前國內(nei) 主要激光企業(ye) 安揚、華日均未上市，上市公司銳科激光2019年營業(ye) 收入突破20億(yi) 元。