当前位置:

首页 » 高端访谈 » 高端访谈 » 正文

发展国产激光器 解决激光芯片技术已迫在眉睫

来源:激光制造商情

  发布:cici

关键词:国产激光器,激光芯片技术

2018-09-26



长春光学精密机械与物理研究所 博导  佟存柱
1. 您好佟教授,感谢您接受我们的采访,首先请您介绍一下您目前主要从事什么方向的科学研究?
佟教授:好的,我目前从事的是高功率半导体激光芯片和光谱合束的基础研究,包括高功率半导体激光器的侧向模式的控制,就是用一些微结构,也包括用一些光子晶体的结构来控制它垂直方向的发散角,还包括用光子结构还实现垂直腔面发射的激光器(VCSEL)。
2.请问光子晶体激光器、中红外半导体激光整形与合束和半导体碟片激光器的应用领域分别是什么?
佟教授:本身光子晶体是用来改善半导体激光器的光束质量的,同时光子晶体也可以实现垂直腔面发射激光器,前者是能量光源,后者是信息光源。中红外激光器在某些材料加工以及军事国防上有一定的应用。碟片激光器主要是利用半导体激光器丰富的波长,用光泵来实现高功率、高光束质量的激光器,可以实现倍频和多个短波长的激光器输出。
3.您如何看待这些激光技术的应用前景?
佟教授:我主要讲一下激光芯片的发展。最近美国对我国实施集成电路芯片禁运后引起科研和产业界震动。实际上在光电子领域、在高功率半导体激光芯片方面也存在同样的问题,我国高功率半导体激光器90%都需要进口,国内能实现半导体激光器产业化的公司也就是那么屈指可数的一两家,除此之外的大部分公司全都要进口,而掌握半导体激光器的公司基本都是德国和美国的公司。你可以看到最近这几年我们国家的激光加工和先进制造业的发展非常迅速,其中主要的高功率激光器就是光纤激光器,而光纤激光器用的泵浦源全是半导体激光器,而这些半导体激光器90%以上都是进口的。一旦外国对我国进行半导体激光器禁运,可以想象我国的激光加工业就可能会面临一段巨大的、艰难的日子。
这就是我们要自己做半导体激光器的缘由,但是半导体激光器芯片业跟集成电路芯片业有相类似的一点 一一 他们都是重资产投入,因此行业内愿意投资这方面的很少。另外一方面就是技术风险也很高,这是这个领域面临的一些问题。第二个问题就是相关领域很多关键技术的知识产权其实是国外掌握的,也就是说即便你能做出来,也得绕开别人的专利,这是一个很大的挑战。我们研究所主要是从基础的原理和技术方法进行突破,是为了下一代激光器布局进行技术创新,主要是在一些原理和方法上的创新,以获得自主的知识产权。
4.长光所在半导体激光方面科研实力是国内最强的,您认为发展好半导体激光对我国激光技术的发展进步有何积极意义?
佟教授:半导体激光器在信息光源 一一 通信、大数据中心的光互联中是最重要的光源。半导体激光作为能量光源在激光工业加工应用、医疗等方面扮演着重要的角色,它不仅是可以作为泵浦光源,同时也可以直接作为加工应用的光源。在过去五年里,全球激光器市场中半导体激光器可占到40%以上的份额,而且也有很多媒体介绍,光纤激光器的背后核心支持其实就是半导体激光器。所以要从激光芯片的技术去突破,才能解决我国蓬勃发展的高功率激光器加工业后面最重要、最基本的一个限制问题。只有我们自己具备了高功率半导体激光芯片的研发、制造能力和自主的知识产权,我国的先进的激光制造业才可能有一个更稳定的、长足的发展。
5.请分别从科研与产业发展来谈谈,中国目前激光技术在世界上是处于一个什么样的地位?
佟教授:在科研方面,我国跟世界差不多是同步的,即便是有部分方向落后一点,但也不是落后很多。
在光纤激光器方面差别仍然比较大,我国在光纤激光产业化方面这几年发展非常迅速,已经占了市场很大的份额,特别是1KW一下的大部分都已经国产化,这块我们发展非常快。但是在半导体激光芯片方面,我们90%都是依赖进口,因为光纤激光器里面的主体泵浦源就是半导体激光器。因此可以看到,繁荣的光纤激光器后面也隐藏着一个危机,就是半导体激光芯片。我们在实验室中的半导体激光芯片的研究水平,不论是通讯用的,还是在能量方面的应用都是跟世界上差不多的,但是产业化方面,尤其是功率型的我们差很多,这里面就可以看到我们的大功率半导体激光器芯片,以及一些高速的激光器通信芯片方面的产业化水平跟国外还有很大差距。这主要是由产业结构的一些问题来决定的。