鬆山湖材料實驗室坐落於(yu) 粵港澳大灣區重要節點城市的東(dong) 莞市，布局有前沿科學研究、公共技術平台和大科學裝置、創新樣板工廠、粵港澳交叉科學中心四大核心板塊。目標定位為(wei) 建成有國際影響力的新材料研發基地、國家物質科學研究的重要組成部分、粵港澳交叉開放的新窗口。其中，創新樣板工廠致力於(yu) 推動實驗室的產(chan) 業(ye) 技術研究與(yu) 產(chan) 業(ye) 轉化，為(wei) 科技成果的快速轉移轉化提供強力引擎，同時通過密切關(guan) 注材料產(chan) 業(ye) 鏈上下遊企業(ye) 的研發難題，實現實驗室對科技型企業(ye) 的科技供給。

光子製造團隊是首批入駐實驗室的團隊之一，分屬創新樣板工廠。團隊秉承“為(wei) 世界貢獻光子極端製造設備與(yu) 服務”的理念，同時借助鬆山湖材料實驗室在科技成果轉化體(ti) 製、機製上優(you) 勢，為(wei) 各領域極高精度、極高質量、極高效率製造提供關(guan) 鍵支撐。

超快激光 未來之光

隨著科技的進步和新材料的推廣應用，各零部件逐漸向輕、小、精方向發展。各領域對材料的高精度、高質量的加工需求也越來越高。在這種需求下，傳(chuan) 統的加工方式已經無法滿足最新領域的加工需求，而電火花、長脈衝(chong) 激光等加工方式因加工區域存在熱影響區等缺陷，無法實現設計要求與(yu) 加工效果的高度統一。

超快激光的脈衝(chong) 寬度極窄、能量密度極高、與(yu) 材料的作用時間極短等特點，可解決(jue) 常規加工方式難以實現的高、精、尖、硬、難等加工瓶頸，成為(wei) 精密精細製造技術最佳的選擇。相較於(yu) 傳(chuan) 統加工方式，超快激光極端製造技術易操作、高柔性、高質量、節能環保等優(you) 點，極大地拓展精密製造的應用範圍與(yu) 潛力，在汽車、電子醫療、空天、新材料等領域擁有廣泛的適用性，幾乎囊括了國民經濟的方方麵麵。

超短脈衝(chong) 激光是指脈寬在10-12秒以下的激光，具有脈衝(chong) 寬度超短、峰值功率超強、與(yu) 材料作用時間極短的等特點，常見的超短脈衝(chong) 激光有皮秒、飛秒、阿秒激光。

飛秒激光及其時間量尺度

超快激光的特點：

具有極短的激光脈衝(chong) 。脈衝(chong) 持續時間接近或小於(yu) 皮秒量級。目前激光脈衝(chong) 最短不過幾個(ge) 飛秒（10－15秒，1 飛秒等於(yu) 一千萬(wan) 億(yi) 分之一秒），光在1秒可繞地球七圈半， 1飛秒內(nei) 僅(jin) 僅(jin) 傳(chuan) 播0.3微米，相當於(yu) 頭發絲(si) 直徑的二百分之一！

具有極高的峰值功率。其電場遠遠強於(yu) 原子內(nei) 庫倫(lun) 場，具有極高的電場強度，足以使任何材料發生電離。一個(ge) 飛秒激光器甚至可產(chan) 生高達1015瓦的峰值功率，而全世界電網的平均功率隻不過1012瓦數量級。

飛秒激光與(yu) 材料作用的物理尺度

超短脈衝(chong) 激光與(yu) 傳(chuan) 統激光在材料加工方麵有哪些優(you) 勢？

傳(chuan) 統激光是利用激光能量的熱堆積，使作用區域材料熔化乃至揮發，過程中會(hui) 產(chan) 生大量的碎屑、微裂紋等加工缺陷，且激光持續時間越久，對材料的損傷(shang) 越大。而超短脈衝(chong) 激光因與(yu) 材料作用時間超短，單脈衝(chong) 能量超強足以使任何材料發生電離，實現非熱熔性冷加工，獲得長脈衝(chong) 激光無法比擬的超精細、低損傷(shang) 等加工優(you) 勢。同時，對於(yu) 材料的選擇，超快激光有著更廣泛的適用性，可以適用於(yu) 金屬、TBC塗層、複合材料等。

極高的加工精度。區別於(yu) 傳(chuan) 統激光的“粗獷型”加工，超快激光是利用激光的強場效應直接打斷分子鍵，可以實現材料的超“精度”冷加工。

長脈衝(chong) 激光與(yu) 飛秒激光作用於(yu) 材料效果對比（熱影響）

長脈衝(chong) 激光與(yu) 飛秒激光作用於(yu) 材料效果對比（加工精度）

不忘初心 堅持創新

光子製造團隊長期致力於(yu) 超快激光精密製造領域的研究。在鬆山湖材料實驗室的支持下，團隊已研發出國內(nei) 首條集自動上下料、自動加工、自動清洗三大核心功能為(wei) 一體(ti) 的航空動力係統關(guan) 鍵部件超快激光自動化加工示範線，通過生產(chan) 、質量、工藝的數字化生產(chan) 管理，可為(wei) 我國空天動力係統關(guan) 鍵部件批量化加工提供可靠保障。

國內(nei) 首條航空動力係統關(guan) 鍵部件超快激光自動化加工示範線

為(wei) 充分發揮光子製造的優(you) 勢，同時麵向航空發動機自主研製的戰略需求，鬆山湖材料實驗室與(yu) 中國航空發動機集團有限公司共建“航空發動機新材料與(yu) 高端製造聯合中心”。在設計、製造、材料、檢測等方麵持續創新，加快新技術新工藝在空天領域的應用，為(wei) 我國空天推進係統不斷升級提供關(guan) 鍵技術支撐。

聯合工程中心揭牌儀(yi) 式

在產(chan) 品研發層麵，團隊結合已有基礎，針對各領域對超精細低損傷(shang) 的加工需求，相繼研發出係列化超快激光極端製造裝備，其中適用於(yu) 航空航天領域的超精細微孔加工裝備核心指標已達到國際先進水平，並在國內(nei) 相關(guan) 優(you) 勢單位取得重大應用。

係列化超快激光加工設備

經過多年的研發，團隊所擁有的技術在超快激光在精細加工領域已經體(ti) 現了一定的技術門檻和優(you) 勢。但是也麵臨(lin) 著民用領域應用市場沒有完全的鋪開的局勢，對團隊而言，這不僅(jin) 是目前存在的局限，也是下一步發展的目標。鬆山湖材料實驗室所處的廣東(dong) 省、粵港澳大灣區有著廣闊的民用市場，合作前景廣泛，這對超快激光精細加工研究的技術不斷變現提供了關(guan) 鍵支撐。

除了廣東(dong) 省的地域優(you) 勢外，鬆山湖材料實驗室也為(wei) 廣大科研人員提供了眾(zhong) 多優(you) 惠機製，鼓勵科研人員在埋頭攻堅科研難題的同時，注重推動科研成果的轉化應用。

其中，在鬆山湖材料實驗室的支持下，廣東(dong) 中科微精光子製造科技有限公司在東(dong) 莞注冊(ce) 成立。公司致力於(yu) 開發激光極端精密智能裝備性能，積極推動產(chan) 業(ye) 化建設，同時進一步促進超快激光精細加工研發技術與(yu) 國家、地方的需求對接，做到真正的難有所研、研有所用。

針對電子領域開發的係列化超快激光加工設備

麵對當前複雜的市場挑戰，團隊將會(hui) 繼續依托實驗室的良好機製，聚焦精密製造、精密電子、半導體(ti) 等領域。在不斷進行科研技術創新的同時，兼顧與(yu) 地方企業(ye) 進行技術需求對接，促進科研成果更好的實現產(chan) 業(ye) 化。

未來已來

在“中國製造2025”不斷深化的背景下，傳(chuan) 統的製造業(ye) 正麵臨(lin) 深度轉型和升級，其中一個(ge) 重要戰略便是轉向附加值和技術壁壘更高的高端精密加工。高重複頻率、高功率的超快激光以“光能源”和“光工具”作為(wei) 新加工手段應用於(yu) 材料加工，帶來了產(chan) 品設計、製造工藝和生產(chan) 觀念的巨大變革，扮演了一個(ge) 創新尖兵的角色。

與(yu) 整個(ge) 激光市場相比，超快激光的份額雖然較小，但是增長速度卻是非常可觀。隨著超快激光器製造和控製技術的進一步成熟，超快激光也將在科研、製造、醫療、高精度成像等領域廣泛應用。在下遊需求的驅動下，超快激光正在代表先進製造業(ye) 發展方向，引領製造技術進入激光製造的新時代。