申报项目：

高功率飞秒光栅

主要用途：高功率光纤激光器谐振腔，泵浦锁波

产品特点

长飞光坊（武汉）科技有限公司（以下简称长飞光坊）的高功率飞秒光栅采用先进的超快飞秒激光制程技术，利用独创的视觉系统，实现了激光精准定位。

“全无损化”制作流程保障了光纤材料本身的强度和性能，而且无需传统工艺中的前处理“载氢”、“剥除”和后处理“退火”等工序，缩短了生产周期，使得生产效率提升了300%。

超快飞秒激光制栅基于光致折变的多光子吸收、非线性场电离等机理，在光纤内部形成周期性折射率变化，在高达800℃下依然保留稳定的栅结构，使得飞秒光栅在极端应用场景下也有不错的可靠性，可应用于航天航空领域、传感领域等抗温抗辐射场景中。

产品创新

技术团队：长飞光坊依托母公司——长飞光纤光缆股份有限公司资源优势，共享“光纤光缆制备技术国家重点实验室”，实验室建设面积达7000余平方米，其中研究人员120余人，含高工/博士40位。

长飞光坊多年对无源光纤器件研究开发，在紫外光纤光栅刻写技术、氢氧焰熔融拉锥技术、动态扫描激光刻写技术、自动化光纤处理技术、飞秒激光写栅技术等领域积累了丰富的经验和强大的技术储备。

公司研发设备资产总值达千万元，包括准分子激光器、准分子激光器、飞秒激光器、横河光谱分析仪、高精度气浮隔振位系统、微纳单轴移动台、视觉套件、光束整形模块、自动化CO2激光剥除设备、氢氧焰熔融拉锥平台、LZM激光熔接机、超连续谱光源、980/1064/1080/1550光源、偏振控制器、模场适配器、光开关、膜系封装耦合平台、高频功率计、高速示波器等，平台设备齐全，为高功率飞秒光栅的研发和检测提供了有力支持。

技术来源：长飞光坊致力于提供优质的光纤激光产品，基于自主开发的飞秒激光平台，已申请武汉市科技局企业技术创新项目，且成功验收。针对飞秒激光平台的技术创新类项目已发表授权发明专利多篇。同时，联合某高校对飞秒激光制栅机理、制栅工艺、制栅设备等关键技术进行协同合作。

产品创新点：长飞光坊高功率飞秒光栅在制程技术上有较大的突破，对高功率飞秒光栅的成功开发，实现了产品和技术的国产化替代。

① 产品性能：“免剥除”，“免载氢”的技术手段保留了飞秒光栅光纤本身的强度和性能，极大提高了产品的应用等级，使飞秒光栅产品实现单腔3Kw稳定输出。此外，无氢的光栅产品具备更高的温度稳定性，更容易实现器件的无封装。

② 飞秒激光制程技术因其工艺方案，在效率和成本上都优于传统技术方案，目前一对飞秒光栅产品开发周期相比传统技术缩短300%以上。

③ 依靠飞秒激光独特的成栅机理，光栅能够承受超过800℃高温，保障了飞秒光栅在极端应用环境下的高可靠性。

市场情况

2020年我国激光器市场规模109.1亿美元，占全球激光器市场66.12%的份额。近年来工业激光器市场规模呈快速增长态势，从2015年的28.66亿美元增长至2020年51.57亿美元。其中光纤激光器的增速最快，光纤激光器在工业激光器中占比从2015年的40.8%提升至2020年的52.68%，是市场份额最大的工业激光器。

中低功率的光纤激光器基本完成国产化进程，伴随着国内激光制造厂商制造技术的创新与提升，国产的高功率激光器能效明显提升。锐科、创鑫、杰普特等厂商新增产能逐步释放，在高功率的光纤激光器市场逐步展开竞争，预计2021年国产化率提高至65%以上。

随着工业激光向更高功率快速发展，对器件性能的要求也越来越高。高功率光纤光栅作为光栅谐振腔，具有谐振放大和滤波选频的作用，是光纤激光器核心光器件之一。

传统的光纤光栅制程技术虽然成熟，但工艺繁琐、效率低下，而且易对光纤原材料造成不可修复的损伤，这些都导致光纤光栅在高功率应用场景存在瓶颈。

光纤谐振腔作为光纤激光器重要组成部分，其性能也亟待提高才能满足行业应用需求。目前只有国外少数厂商具备高功率飞秒光栅研发生产的能力，国内高功率飞秒光栅还处于科研阶段，距离产业化还有一定的距离。长飞光坊高功率飞秒光栅已经完成单腔3Kw的高功率性能开发。