2018年3月12日上午，德国Laserline总裁在其中国区总经理兰涛的陪同下到访我所，张杰所长、张伟副所长及相关职能部门负责人共同接待。张杰所长详细介绍了我所主要业务、技术及产品情况。在前期交流的基础上，双方进一步达成共识，希望能就半导体激光器应用、相关工艺及系统开发等领域开展合作交流。

王华明，北京航空航天大学教授、博士生导师，激光增材制造领域专家
中国3d 打印带头人

所有的幸福都是奋斗出来的。

“我跟3D打印技术的缘分，可以说是始于1989年。当时我在中科院金属研究所读博士后，采用激光熔凝手段修复发动机叶片，发现修复后的叶片性能比原来好。因为激光熔凝处理会使材料瞬间达到高温，又急速冷却，金属内部的晶体就会非常细小，化学成分更均匀，性能自然更好。当时我想，如果运用激光熔凝技术制造叶片，跟传统方法相比就会有质的提升。”

现在我们做的事，已经持续了20多年，就是“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”的研究应用。2013年，我们这项技术获得了国家技术发明一等奖。我们能自信地说，目前用3D打印技术制造大型构件的技术，全球只有我们掌握。

很多人问我，为什么这件事情美国人都没做成，你能做成？

一方面，这是时代赋予的机遇，或者说是使命。我相信，一个人的命运一定是和国家命运联系在一起的。我们国家正处于从比较落后到奋起直追的历史进程中，快速发展的国家，需要一些重大装备制造技术的突破。飞机、航空发动机等高端装备，一些大型关键结构件，用传统方法去制造是非常困难的，代价也是巨大的。这可能也是我萌生用3D打印技术去制造大型金属构件这个念头的起因。

这个目标不是不切实际的空想，有我们的实际国情在。要发展航空航天事业，要想使飞行器的速度不断提升，它们的“骨架”尺寸也要随之增大。全世界最大的8万吨锻造机也只能生产4.5平方米的部件，而这样的锻造机造价就要20亿元，我国只有一台。

3D打印的优势在于，不需要大型工业装备，不需要模具，材料利用率高，性能优异，质量可靠，尤为重要的一点是，可以通过“减重”降低能耗。我们为某型运载火箭制作的四个部件，就减重超过200公斤。通过3D打印技术，既解决了科学前沿问题，又实现了国家的重大装备制造需求，实现了“弯道超车”。

另一方面，我们也有非常强大的团队力量。人虽然少，大家却心往一处想，劲往一处使，用“蚂蚁啃骨头”的精神工作，一点一滴收获，当然，最快乐的事情也正是在这里。奋斗很快乐，给我最大的慰藉，特别是为国家民族奋斗，荣誉感自豪感自不待言。我的团队同事也是如此，工作分成两班，上夜班的同事好几年见不到太阳。早期我们设备还不够先进，张述泉要趴在地上观察打印过程，一看就是好几个小时，连着几年如此，没毅力、没情怀，怎么能坚持下来！他们就是这样不计名利地工作，毫不在意个人得失。

有一件事，我刻骨铭心。2007年春节，我们取得重大技术突破，可以制作比较大型的设备零件。那是我们零件研制最关键的时刻，开始的目标是争取腊月二十之前完成，但总有各种问题，一拖就拖到除夕当天下午。那天，负责数控机床的张述泉买了回家过节的火车票，他手把手教留京过年的方艳丽操作设备。加上我，团队技术员剩下3个人，还有3个负责起运零件的工人，我们一起在实验室里度过了这个难忘的春节。

除夕当晚七八点钟，实验终于成功了，零件制造完成，重量足有200公斤。由于激光打印温度极高，在制作完成后必须马上放到炉中加热，不然极热极冷，零件会发生爆裂。但是，由于尺寸不合适，师傅们费了九牛二虎之力还是没办法放进炉中。很快，过年的鞭炮声从四面八方响起来了，我们却进退无法，面对终于制造成功的庞然大物一般的零件，内心不知是喜是忧。这个时候，家人催促回家过年的电话铃声也响起来了，我冷静一会，告诉大家：“不管了，先回家过年。”

我们最终还是没有把零件放进炉中，只能放在实验室，回家了。我和另一个老师一起走，除夕的校园寂然无人，只有零落的鞭炮声，我的内心像空了一块，又像被揉皱了，无可奈何。初一早上，我吃了两粒汤圆，赶快赶到实验室，发现零件果然裂了，整齐裂成三段。我当时想，这么大的体积，裂开的声音一定像爆炸一样那么响，不知道有没有人听到。

做技术就是这样，会遇到种种问题，失败的时候会沮丧一会儿，但是奋斗的过程是愉悦的。

看着自己的3D打印作品像小树那样一毫米一毫米地生长，是一个非常美妙的过程。一层激光照下去，一层粉末就会迅速液化然后固化成形，层层叠加。2013年之后，我们慢慢从打印投影面积5平方米的零件，到今天打印投影面积超过16平方米的零件。

当然，困难和问题也如影随形。有一段时间，我们加大了功率，设备却总是被堵住毁掉。经过研究发现，激光液化粉末的时候会粘住其他粉末，可能只有零点几秒的时间，打印的出口就会堵住。经过两天的开会研究，重新设计设备，重新实验，然后却发现，零点几秒后，又坏了。

大型构件还存在内应力大的问题，容易开裂。我们尝试了力学的多种方法后，最终宣告失败，最后用最简单的物理学原理，先化整为零，再积零为整，实现了内应力离散。

现在说起来，好像都十分简单，像是“事后诸葛亮”，但是当时的艰辛还是历历在目的。现在，看着自己制造的零件可以上天入海，我觉得自己苦熬的那些日日夜夜都值了。我们在一起交流时曾说过，很多研究材料学的专家，毕生的研究成果都不一定能投入使用，但是我们不同，我们何其幸运，10年的研究已经可以“飞天”了。

“飞天”，这是多么大的幸运和荣光！

我的团队核心成员大多是80后，风华正茂，却也华发早生，但是，我们享受奋斗的快乐。团队成员张述泉告诉我，周末如果在家没来实验室，就会不自主地踱来踱去，身心无处安放，这是长年每天工作12小时、每周工作7天的习惯使然。我也是如此，把自己关进办公室，一旦开始研究问题，心里就非常充实，不知时间的溜走。

为祖国奋斗，我很快乐。

 激光加工国家工程研究中心西北区域中心于2017年4月入驻宝鸡高新区，投入运行一年来，引领着宝鸡在激光加工技术领域走向前沿和市场高端。3月26日，在宝鸡发展大会即将召开之际，激光加工国家工程研究中心西北区域中心主任董结接受了宝鸡新闻网记者的专访，并就宝鸡建成装备制造业名城和“一带一路”上国际化城市提出了自己的看法和建议。

“宝鸡作为‘新欧亚大陆桥’重要交通枢纽，区位优势明显，这也是激光加工国家工程研究中心西北区域中心为何会在宝鸡落户的原因之一。”董结表示，宝鸡工业基础雄厚，基础设施相对完善，具有显著的发展成本优势。同时，钛及稀有金属、汽车及零部件、石油采钻装备制造等产业在宝鸡有着雄厚的产业基础，这也为开拓激光产业应用领域打开了市场。目前，入驻宝鸡一年的激光加工国家工程研究中心西北区域中心，通过“产、学、研、用”的方式，为宝鸡区域经济的结构调整注入了新的活力。

宝鸡如何才能加快“四市”建设，建成装备制造业名城和“一带一路”上国际化城市？董结表示，宝鸡应该以此次发展大会为契机，以开放创新的发展格局，加快制造业向高端制造业转型升级，提升高端制造业发展水平。加快科技成果在宝鸡的转化应用，通过技术辐射、技术嫁接和技术转移，改造提升传统工业，促进新旧动能转换，吸引更多新兴产业落户宝鸡、集聚发展。

       激光投影机已经渐渐成为市场主流。相信未来，随着市场的整个发展激光光源的价格成本下降之后，激光这部分的比例也会越来越重，会一步一步成为主流。

激光光源的爆发

投影机在经历了漫长了灯泡光源时代，在近些年终于有了“大跃进”的突破，市场上出现了激光光源的投影机。2015年整个投影市场开始出现端倪，各投影厂商开始纷纷涉足，推出激光投影新品，激光光源仿佛“忽如一夜春风来”。事实而言，作为改变投影显示产业格局的最有力的推手，激光光源显示技术在2006年被纳入《国家中长期科学技术发展规划纲要》，成为重要方向和国家战略性新兴产业的重要组成部分。作为第四代显示技术，激光投影显示的神秘面纱，在日渐火热的市场推动下浮出水面。

激光显示技术的产品，能够帮助用户实现高亮度、大色域的显示，并且能够响应国家提倡的环保理念，在节能环保方面体现出不凡的水平，所以必然促进投影市场、显示市场产品的更新换代和重大发展，尤其是在超大屏幕、显示、家庭影院等领域。

市场需求的推动

人们的生活水平随着科技进步不断提高，随之，用户对投影机的亮度需求提升，传统的灯泡光源亮度、色泽满足不了用户的需求，进一步激化了激光光源投影机在市场的应用。

激光投影机实现的效果远大于传统光源反射出来的效果，其颜色表现能力是传统投影机的2倍甚至以上，色彩饱和度高，可真实还原色彩。激光投影机由于激光光源的低衰减特性使得其输出的画质长期保持高亮度、色饱和度和对比度，画面色彩始终始终如一。同时激光投影机的激光结构可靠性高，灯泡寿命可达到几万小时甚至更多，长期做到真正的免维护使用，且无炸灯危险，十分安全可靠。如：视美乐激光光源寿命高达20000小时，相比传统的灯泡的2000小时，寿命增强了10倍。相对而言的灯泡投影机，光源寿命短，在使用期间需要定期更换灯泡，需要大量的物力、人力，用户在选购时更偏向省时、省财、省力的产品。

激光投影机是使用激光激光光束来投射出画面。据2016年中国激光投影机市场现场调查的现状分析认为，激光工程投影机的出现，不仅能够为用户和市场带来高品质和完美体验，还大大降低了后期使用成本。激光光源也成为了投影机市场的“潜力股”，尤其是面对日益强大的用户需求，兼顾高性价比、激光光源等新颖点，激光投影机在市场上大受欢迎。

其次，国家政策对教育的支持，使得高教市场需求旺盛。虽然，现在很多高校依然有传统光源在推广，但激光投影机的新势力阵营很庞大。据调查，教育市场占2016年激光产品销量的65%以上，已经成为激光投影的必争之地。用户对亮度的高标准、国家变相对量的支持，势必会推动激光投影机的发展。

目前的现状

2016年激光投影机发展迅速，激光投影市场销量规模超过15万台，销额规模达55亿元。据调查，随着居民生活水平的提高，其中家用市场的激光投影机的销量规模增速达61.7%，在市场上，我们可以看见，已经有相关的激光投影机产品的色彩已经能和LED、LCD等显示器的显示效果相媲美。此外，激光投影机寿命达到2万小时，此前用户担心的灯泡亮度衰减、多长时间更换灯泡等问题得到圆满解决，相信当激光投影机的售价降到合适的位置，取代灯泡机的速度会非常快。

目前，激光的普及，激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90%，工程机、家用机、影院机及家用无屏电视都出现了激光技术的产品。

从市场面来看，2016年激光显示可以被行业定作为一个元年，2017年整个市场面剖开，各个厂家产品呈现百花争鸣、百花齐放形势。现在厂家、厂商、产品越来越多，更加应证了视美乐立足于激光显示这一方向是正确的，激光显示作为第四代显示的发展趋势越来越明显。

激光技术加快了投影市场的发展，小到微投、大到主流厂家，如明基、索尼、松下等，每个品牌厂商都紧跟时代潮流，强大自身的激光产品线。

企业转变  产品升级

激光光源，被业界一致认同是未来的发展趋势，自然众投影厂商全面发力。

“无激光，不投影”是投影机领域这两年最热的一个词。在经历了大跃进、大爆发的疯狂时代后，2017年各投影机厂家为了迎合大环境，及时转变策略，对产品线升级，明基在福州教育展上发布了三款教育激光短焦投影系列新品LX833STD，LX82CUST/LW83CUST，展示了明基针对教育投影上的深厚实力。还有前不久的infocomm展会，Vivitek(丽讯)首次展出了18000流明小体积激光工程投影机、8000流明 4K分辨率激光投影机、超短焦激光教育投影机、1080P全高清QUMI微投等全新激光投影产品，Vivitek(丽讯)大中华区总经理施总告诉小编，后续推出的9款激光工程投影机产品，使整个激光系列的产品达到11款，激光工程投影的版图再次得到扩大。如今各厂商都在向激光投影这块“大肥肉”市场涉及，可见，近几年的发展，激光投影机成为主流市场的那一天已经是“大势不可挡“。

展望未来

激光光源、维护成本低使助推激光投影机成为市场主流。就拿明基在福州教育展上推出的激光投影机来说，主流品牌市面上的灯泡机器，灯泡的维护是半年，而激光是三年，各大品牌厂商的灯泡在市面上销售价格不是很低，加上最初的销售成本，其实已经接近激光投影机的成本。

近3年，激光投影领域，厂商数量翻番增加，市场存量型号增长数十倍，产品类型对所有可能产品线的完全精确覆盖，销量在2016年取得巨大突破。

目前，激光投影机价格整体偏高，还不能完全被用户接受，未来激光光源技术的成本价格降低，市场上激光投影机会得到广泛普及。

对于2017年激光投影机的走向，行业人士，非常乐观的表示，2017年激光投影市场规模将达30万台，同比增长92%

 印度发布公告对光伏反倾销案终止调查

　　2018年3月23日，印度商工部发布公告，裁定对光伏电池及组件反倾销案终止调查。2017年7月21日，印度商工部反倾销局发布公告，称应其国内产业申请，决定对自中国大陆、台湾地区和马来西亚进口的光伏电池及组件发起反倾销调查。该调查主要涉及印度海关85414011税号项下产品。

图为在莱斯大学的实验中，一片玻璃上呈灰色的规则排列碳纳米管晶圆（透过玻璃看到的猫头鹰标志为莱斯大学校徽），促成了新型量子效应（图片来源：Jeff Fitlow）

据麦姆斯咨询报道，美国莱斯大学（Rice University）和日本东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）的科学家在碳纳米管薄膜中观测到一种新型量子效应，该量子效应可能有助于独特激光器和其它光电器件的研发。

“Rice－Tokyo”研究团队报告称，通过利用单壁碳纳米管作为等离子体量子限域场（plasmonic quantum confinement fields），在量子尺度下操控光的能力取得重要进展。

该现象是在物理学家Junichiro Kono 的美国莱斯大学实验室中发现的，这可能成为开发纳米级近红外激光器等光电器件的关键技术，纳米级近红外激光器发射连续光束的波长太短，以目前的技术水平还无法实现。

《Nature Communications》刊登了这项新研究的详细介绍。

Kono团队发现了这种“可在晶圆尺寸薄膜中实现碳纳米管非常紧密的规则排列”的方法，这种薄膜–能够实现那些在单根或缠结的纳米管聚合体难以实现的实验，这吸引了东京都立大学物理学家Kazuhiro Yanagi的关注，Yanagi专攻方向是纳米材料中的凝聚物理学。于是双方开始了联合研究。

Kono关于此次合作项目介绍说：“这次研究中，Yanagi提供了‘门控技术（gating technique）’（该技术可控制纳米管薄膜中电子的密度），我们提供了碳纳米管对准技术。这是我们首次制造出带‘门控栅极（gate）’的如此大面积规则排列的碳纳米管薄膜，使我们实现了注入并取出大量的自由电子。”

Yanagi补充说道：“门控技术虽然非常有用，但是我之前使用的薄膜中的碳纳米管是随机排列的。这种情况是非常令人沮丧的，因为我无法准确地知晓这类薄膜中纳米管的一维特性，而这其实非常重要。由Kono团队提供的薄膜是非常令人惊叹的，因为这些薄膜终于可以帮我解决这个难题。”

这两个团队将技术结合，实现了“将电子注入只有1纳米宽的纳米管中，然后用偏振光激发它们”的难题。碳纳米管的宽度捕获了量子阱中的电子，其中原子和亚原子粒子的能量被“限制”在某状态或次能带。然后偏振光使它们在管壁间迅速振荡。Kono认为：“只要有足够的电子，它们就可以充当等离子体。”

Kono说：“等离子体是一种在限制结构中的集体电荷振荡。对于一块平板、一片薄膜、一条丝带、一个粒子或球体，如果你扰乱这些系统（通常使用光束），这些自由载体会以某个特征频率集体运动。”而这种效应是由电子的数量和物体的大小和形状共同决定的。

在美国莱斯大学的实验中，由于纳米管非常薄，以至于量子次能带间的能量几乎与等离子体的能量相当。Kono认为：“这就是等离子体激元的量子机制，其中子带间过渡被称为带间等离子体激元（intersubband plasmon，ISP）。研究者已在超远红外波长范围内的人造半导体量子阱中研究过该现象，但此次研究是首次在低维材料自然发生的状态下、且波长如此短的情况下观察到该现象。”

在等离子体激元响应中检测到这种非常复杂的“栅极电压（gate voltage）依赖”是一个惊喜，与其在金属和半导体单壁纳米管中的现象一样。Kono认为：“通过研究光纳米管相互作用的基本理论，我们能够推导出共振能量的公式。令我们吃惊的是，这个公式非常简单。只有纳米管的直径是其中的决定性变量。”

研究人员认为，该现象可能会促进通信学、光谱学和成像学、以及高度可调的近红外量子级联激光器等技术的进步。

Kono团队是利用规则排列纳米管进行器件研发的先锋团队。该研究的合著者、Kono团队的博士后研究员Weilu Gao认为，传统半导体激光器依赖于激光材料的带隙宽度，但量子级联激光器却不是这样。Weilu Gao说：“量子级联激光器的波长是独立于带隙的。我们的激光就属于此类。我们仅通过改变纳米管的直径，就可以调谐等离子体激元共振能量，完全不用考虑带隙的问题。”

Kono还预测，这种栅极的、规则排列的纳米管薄膜将使物理学家有机会研究Luttinger液体，一维导体中相互作用的电子理论。

Kono认为：“一维金属预测与二维和三维金属有很大的不同，碳纳米管是观察Luttinger液体行为的最佳候选方法之一。单纳米管研究是相当困难的，但我们建立了一个宏观的一维系统。通过掺杂或门控，就可以调整费米能量。我们甚至可以把一维半导体转化成一维金属。因此，这是研究此类物理现象的理想系统。”

东京都立大学凝聚物理学教授Yanagi是该论文的第一作者。论文的合著者还包括：东京都立大学的研究生Ryotaro Okada和Yota Ichinose、该专业助理教授Yohei Yomogida、以及莱斯大学的研究生Fumiya Katsutani。Kono是电子和计算机工程／物理和天文学／材料科学和纳米工程的教授。

该研究由日本学术振兴会科研补助金（KAKENHI）、日本科学技术发展推进核心项目、山田科学基金会与美国能源部的基础能源科学项目、美国国家科学基金会与罗伯特·韦尔奇基金会共同资助。

在激光器出现之前，科学家曾使用过微波激射器，后者是光学激光器的微波“表兄”。然而，尽管激光器在从望远镜到医学的许多领域中都被广泛应用，但微波激射器长期以来却只能在阴影中煎熬，这是因为它们只能在超低温或真空中工作。如今，物理学家已经利用金刚石研制出一种可以在正常条件下工作的微波激射器。

科学家分别在20世纪50年代和60年代先后研制出微波激射器和激光器，两者都能够产生高强度的电磁波。

微波激射器可以利用很小的噪音放大微小的辐射痕迹，从而使其可以用来在天文学中测量微弱的信号，以及与遥远的任务进行通信，例如美国宇航局的“旅行者”号探测器。但这些应用通常都需要低温冷却。在某些情况下，微波设备可能比激光器更有用，这是因为微波可以穿过某些材料而可见光却不行。

这种最新的装置是由英国伦敦帝国理工学院的物理学家研制的，它如今可在室温条件下产生连续的微波激射光束。这个仪器的设置包括用一束激光照射一组由金刚石、蓝宝石和铜构成的装置，从而制造微波辐射。

现有微波放大器的灵敏度受到了背景噪音的限制。并未参与该项研究的伊利诺伊州芝加哥大学物理学家David Awschalom指出，这项最新的技术“将这些放大器的噪音降低，同时允许它们在室温下运行”。他说：“这项工作非常令人兴奋。”

这项研究的基础是由同一团队的研究人员在2012年建造的一套系统。该装置在室温下也能工作，但它只能够产生激微波脉冲，后者没有连续的光束有用。该团队通过替换名为“增益介质”的设备关键组成部分来解决这一问题。

第一种设备使用了一种叫作并五苯的有机分子，它会随着时间的推移而降解。在新的仪器中，研究人员插入了一颗在特殊条件下生成的小金刚石，这种金刚石更稳定并能产生不间断的辐射。

研究人员在3月21日出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。

中国香港中文大学物理学家刘仁宝（音译）表示，最新的微波激射器仍然只是一个原则性的证明，还需要改进它的能量和稳定性以匹配现有的设备。但刘仁宝说，通过制造更便宜、更方便的设备，它可以使目前采用低温放大器的领域受益。此外，刘仁宝指出，这种微波激射器对其使用的金刚石的一种特性的利用——即所谓的“氮—空位中心”的小缺陷，意味着它可能也会利用这些缺陷在量子技术中找到应用。