在深圳技術大學“激光智能製造聯合實驗室”裏，一束激光正悄然改寫(xie) 行業(ye) 格局。科研團隊圍繞碟片增益介質、泵浦結構、熱管理等核心技術持續突破，劍指高端激光裝備領域的關(guan) 鍵一環——碟片激光器。

麵對嚴(yan) 苛的技術壁壘，深圳技術大學阮雙琛、劉星教授團隊攜手大族激光呂啟濤博士團隊，展開從(cong) 基礎研究到裝備研製的全鏈條攻關(guan) 。曆經數年深耕，實現了我國在高功率超快碟片激光領域的重要跨越。

在激光工業(ye) 領域，有一種被譽為(wei) “皇冠明珠”的裝備——碟片激光器。憑借高平均功率、高峰值功率、高光束質量、高電光轉換效率、大單脈衝(chong) 能量以及優(you) 異的熱管理能力等獨特性能優(you) 勢，碟片激光器已成為(wei) EUV光源、先進製造、半導體(ti) 加工、極端材料加工、大科學裝置等領域的重要支撐。

然而，這顆“明珠”的光芒，長期被國際領先企業(ye) 握在手中。從(cong) 大尺寸高質量增益介質製備，到千瓦級複雜多通路放大與(yu) 熱管理係統設計；從(cong) 多通道高效能量提取，到超快脈衝(chong) 穩定控製，每一個(ge) 環節都橫跨光學、材料、熱力學和精密工程多重關(guan) 口，成為(wei) 阻礙我國高端激光裝備發展的關(guan) 鍵技術瓶頸。

“在過去相當長一段時間內(nei) ，碟片激光器是我國高端工業(ye) 激光裝備領域亟須突破的重要方向之一。”深圳技術大學中德智能製造學院教授劉星說。

“以前，國內(nei) 高光束質量超快激光器的平均功率水平長期徘徊在三百瓦量級。我們(men) 聯合企業(ye) 開展係統攻關(guan) ，從(cong) 核心器件到整機係統逐項突破，最終在2023年實現了千瓦級超快碟片激光輸出，實現了我國在這一領域的重要跨越。”劉星說，“當時，國內(nei) 整個(ge) 激光行業(ye) 都為(wei) 之振奮，到今年，我們(men) 進一步將平均功率提升到2kW，從(cong) 跟跑到領先。”

千裏之行，始於(yu) “芯”。作為(wei) 碟片激光器的核心增益介質，薄片晶體(ti) 承擔著激光能量產(chan) 生與(yu) 放大的關(guan) 鍵任務。然而，這塊“巴掌大小”的晶體(ti) ，厚度通常隻有100微米—300微米，卻需要承受千瓦級激光功率的長期作用，其製造難度遠超普通光學元件。

為(wei) 了實現高功率激光輸出，晶體(ti) 表麵必須進行高精度光學鍍膜。但在微米級厚度條件下，膜層內(nei) 部應力極易引發晶體(ti) 形變，甚至導致破裂。與(yu) 此同時，晶體(ti) 封裝還涉及材料匹配、界麵應力控製、流體(ti) 冷卻、熱傳(chuan) 導等多個(ge) 物理過程的協同優(you) 化，對加工精度、工藝控製和係統設計提出了極高要求。這一關(guan) 鍵環節，也成為(wei) 當時大族激光推進碟片激光產(chan) 品研發過程中亟待突破的核心技術難題。

2020年，大族激光首席技術官呂啟濤博士主動聯係深技大科研團隊，希望聯合攻克這一國際先進水平的技術難關(guan) 。企業(ye) 提出了產(chan) 業(ye) 化過程中最迫切、最具挑戰性的技術需求，高校團隊接過了這份麵向未來高端裝備的“攻關(guan) 答卷”。

白天開展實驗驗證，晚上查閱文獻、分析技術路線，團隊經常圍繞關(guan) 鍵問題討論到淩晨一兩(liang) 點，第二天清晨又繼續推進方案優(you) 化。經過數月持續攻關(guan) ，團隊最終突破了薄片晶體(ti) 封裝與(yu) 高可靠運行關(guan) 鍵技術，為(wei) 後續實現千瓦級超快碟片激光輸出奠定了堅實基礎。

“多數企業(ye) 並不具備長期探索完全未知方向的條件。”劉星說。市場競爭(zheng) 和產(chan) 品交付的壓力如影隨形，而基礎性、前瞻性的技術探索往往是長周期、高風險的“寂寞長跑”。這正是高校的用武之地，發揮基礎研究和原始創新優(you) 勢，與(yu) 企業(ye) 形成互補，共同破解產(chan) 業(ye) 發展中的關(guan) 鍵技術瓶頸。

隨著“激光智能製造聯合實驗室”持續運轉，來自產(chan) 業(ye) 一線的技術需求源源不斷匯入高校實驗室。從(cong) 碟片激光器核心工藝突破，到高功率放大、光束質量控製、熱效應抑製……一個(ge) 難題剛被攻克，新的挑戰接踵而至，推著科研團隊不斷向更高性能目標邁進。

“產(chan) 學研合作的核心，在於(yu) 找到雙方共同關(guan) 注、共同投入的技術方向。這種合作不僅(jin) 服務產(chan) 業(ye) 發展，更回應國家戰略需求。”劉星表示。

錨定這一方向，團隊走過了數年持續攻關(guan) 。在國家重點研發計劃、深圳市重大技術攻關(guan) 項目等支持下，阮雙琛、劉星團隊圍繞高功率超快碟片激光器核心技術體(ti) 係，接連突破了高性能碟片增益模塊、多程高效放大、高功率超短脈衝(chong) 壓縮以及整機係統集成等關(guan) 鍵技術。

如今，係列科研成果正從(cong) 實驗室驗證走向工程應用，推動核心器件自主化和高端激光裝備產(chan) 業(ye) 化進程持續提速。