为期三天的LMN 2021世界激光制造大会（以下简称：激光大会）于9月29日在深圳国际会展中心（宝安新馆）圆满落幕。以“赋能智造，光耀未来”为主题的本届大会得到了国内外激光行业同仁的广泛关注，在全体大会和三场平行论坛上迎来千名听众，聚焦“千亿”激光市场。

本届激光大会作为2021华南国际工业博览会的重要活动，还与第十届五洲工业发展论坛、ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展联动举办，为与会者创造更多附加值。

同时，在“硬核”的嘉宾阵容上，首日的全体大会由北方激光研究院（西南技术物理研究所）研究员王浟教授主持。广东省政协党组成员、副主席、广东省激光与增材制造和精密仪器设备战略性新兴产业集群“链长”袁宝成、2018诺贝尔物理学奖得主杰哈﹒莫罗、中国工程院院士范滇元、美国工程院院士Connie Chang-Hasnain、中国科学院院士于起峰、俄罗斯科学院院士Yury Kulchin、深圳市政协副主席吴以环、广东省科技厅二级巡视员周木堂、广东省政协经济委员会专职副主任曾德明、深圳市科技创新委副主任沙新华、深圳市宝安区政协副主席高瞻以及来自海内外各企业代表、科研院所、高校激光精英和媒体等通过线上和线下的方式出席论坛。

激光市场未来可期

珠三角激光产业群的重心在深圳。深圳拥有大族激光、光韵达、联赢激光、创鑫激光、杰普特光电等众多业内知名企业，涉及的激光应用领域非常广泛。在市场化运作方面，深圳有着其他区域难以匹敌的优势。

激光大会的负责人表示，激光技术是未来市场的宠儿。尽管如今规模并不大，但所有人都在期待它的未来。加之，目前国家政策也以鼓励和支持激光技术在制造业中的应用为主。毕竟，以激光技术为依托，支撑起了智能制造、航天科工、生物医疗、材料结构等众多支柱产业。

正如深圳市政协副主席吴以环在大会举办期间表示，随着激光产业链的不断完善，产业集群的不断推进，高新技术的不断深入，深圳激光产业已经进入了第二个黄金发展期。

在此背景下，扎根于深圳的LMN世界激光制造大会也将继续发挥其核心优势，以应用驱动市场，助推激光产业向高质量发展。

全球光电大咖

共探行业发展方向

相较往年，本次大会的国际性和专业性更为突出。演讲嘉宾包括美国工程院院士Connie Chang-Hasnain教授、俄罗斯科学院院士Yury Kulchin教授、德国汉诺威激光中心执行董事Stefan Kaierle教授、瑞士光电联合会创始人之一Beat Neuenschwander教授、日本光学学会理事石井勝弘教授、浙江工业大学激光先进制造研究院姚建华教授在内的50余位光电大咖，分享了关于垂直腔面发射激光器（VCSEL）、增材制造、复合制造、激光焊接、半导体高效加工、固体超快激光器、光子学未来研究方向等热点议题，为观众带来了一场高水准的激光专业知识盛宴。

浙江工业大学激光先进制造研究院院长姚建华教授在报告中指明了激光研究和未来发展方向：基础研究中应深入宏微纳跨尺度及物理/化学/生物效应等交叉领域研究，技术层面上则应向敏捷化、通用化、定制化、绿色化、服务化和智能化发展。德国汉诺威激光中心执行董事Stefan Kaierle则在演讲中分享了关于未来如何制造下一代光学器件的新见解，例如：使用3D打印制造完整的光学激光器和系统；将激光作为一种多功能工具以减少除草剂的使用；以及将光子学用于探索太空，最终建造月球村或在火星上寻找生命。

本次大会的海外嘉宾虽然受限只能进行在线演讲，但大会现场的气氛依然十分活跃。在每一场演讲结束后，听众纷纷就报告中的细节与演讲嘉宾展开热烈的“隔空”讨论，并表示受益匪浅。会后，听众们一致赞许报告的内容非常经典且具有前瞻性，并感谢主办方给与了宝贵的机会，让听众能聆听激光界全球大师们的演讲。

同期“深圳激光展”

构建激光行业大平台

LMN世界激光制造大会的同期品牌展会——深圳国际激光与智能装备、光电技术博览会（简称：深圳激光展）目前已成长为华南地区颇具影响力的激光、光电行业展会之一。在今年的展会现场，包括大族、锐科、创鑫、瑞铁、邦德、盛雄、嘉泰、海目星、联赢、热刺、凯普林、金橙子、英诺、长光华芯、大族思特、光韵达、金威刻、天弘、领创、鑫全利、银湖、国志、光惠、中久大光、艾贝特、泰德、铭镭、瑞波光电、镭麦、科霖、欧斯普瑞、汉威、睿达、青虹、韵腾、中大力德、智博泰克、盛镭、万顺兴、飞越、鼎鑫盛、华瀚、兴弘、福美够、特域机电、普华环保、彩煌热电、致凯捷、锦帛方、东下田、激志、今朝、超强伟业、东露阳、星纳特、新代、金保、德中、立陶宛Optoman等在内的170多家国内外知名激光企业悉数登场，多维度地向观众展示了激光技术在汽车、3C电子、集成电路、半导体、通信、医疗、能源等行业领域的应用。

值得一提的是，今年的深圳激光展新增了精密加工与工业互联网集群展区，更多地呈现激光技术融入智能制造的场景案例。比如，中城智能硬件加速器别出心裁地在展会现场通过拆解特斯拉Model 3新能源汽车，展示无人驾驶汽车是地面顶级的移动智能硬件，帮助供应链合作伙伴了解人工、区块链、云计算、大数据、5G的集大成应用，现场精彩纷呈的展示吸引了众多拥趸。论坛与展会并行搭建的激光行业大平台，让观众真正达成“贸易+交流+学习”的一站式体验，而大会听众也与展会参展商共同形成了万人级的有效供需市场。

代表着“Laser Manufacturing Network”的LMN世界激光制造大会，致力于搭建属于全球激光人的互联平台，连接业内关键人物和重要资源，连接富有创造力的思维火花。LMN 2022世界激光制造大会将于2022年6月7-9日在深圳召开。关注LMN世界激光制造大会官方微信公众号，即可观看本次大会直播回放。

来源：LMN世界激光制造大会

今年 3 月，世界排名前列的半导体公司艾迈斯半导体与拥有百年发展历史的光学公司欧司朗正式合并，全球半导体并购史又添一笔。

如今距离两家公司正式合并已有半年之后，拥有超过110年发展历史的艾迈斯欧司朗集团战略和业务有何变化？在第 23 届国际光博会上，艾迈斯欧司朗召开了合并元年的第一个媒体见面会，从第一现场了解到关于艾迈斯欧司朗合并之后的详尽的战略与市场规划。

传感、光源和可视化三大技术核心，

覆盖所有行业应用

艾迈斯欧司朗集团大中华及亚太高级副总裁陈平路首先介绍了集团的发展愿景：致力成为全球无可争议的光学解决方案全球领导者。

“‘无可争议’是从光学和半导体两个角度来看，整个行业中，将光学和半导体两个元素加在一起并沿着这一技术路线和平台向前演进的企业数量稀少，”陈平路解释道。

艾迈斯欧司朗集团正是光学和半导体的结合体。此前艾迈斯半导体在传感器和可视化方面实力强劲，是业内最早推出3D人脸识别解锁核心技术的企业之一，欧司朗的光源技术则覆盖各行各业。合并后的公司结合两家公司的技术强项，将传感、光源和可视化作为新公司的三大核心技术平台。

“我们希望构建一个 1+1 大于 2 的体系，因此基于三个核心技术平台，演变出几大类产品，并延伸覆盖几乎所有行业应用，”陈平路表示。“这次展会上，几乎所有的客户和厂商的产品都将用到我们的技术、软件和算法。”

据艾迈斯欧司朗官方介绍，新公司构建了一套领先的光学解决方案产品组合，包括发射器、光学元器件加微型模型、探测器、集成电路加算法等核心器件和解决方案，能够为自动驾驶、智慧成熟、智能家居以及数字化城市等领域提供核心的技术支持。

自动驾驶实力增强，

传感和光源成核心竞争力

具体到应用领域，消费电子、汽车、工业和医疗都成为艾迈斯欧司朗的主战场。值得一提的是，合并之后的公司在汽车领域的技术实力得以提升，成为业内唯一一家有能力同时提供两种激光雷达技术的公司。

艾迈斯欧司朗同时拥有的两种激光雷达技术分别是 EEL 边发射激光器和 VCSEL 面发射激光器，前者的激光沿着平行于衬底表面发出，后者出光方向垂直于衬底表面。其中， VCSEL 易于实现大规模集成阵列及光电集成，不过工艺复杂且比EEL发射功率低。

此前，欧司朗的EEL方案成为全球首个成功进入国内自动驾驶主流品牌激光雷达解决方案，国内领先的汽车 OEM 大部分都采用基于艾迈斯半导体 VCSEL 的激光雷达。合并之后，两家公司在汽车领域强强联合。

艾迈斯欧司朗集团大中华区及亚太区应用中心高级总监冷剑青也表示，两家公司合并之后的核心竞争力体现在传感和光源技术上，用在汽车领域的激光雷达就是最好的例证。

冷剑青同时表示，近期艾迈斯欧司朗将发布一款低温漂的产品以控制 VCSEL 的温度。“激光雷达是大功率器件，温度范围需要控制好，否则会影响解决和稳定性，为了解决这个问题，艾迈斯欧司朗近期将发布一款低温漂产品，其温度特性与 VCSEL 指标基本一致，既能解决低温漂问题，又能保持高功率。”

此外，艾迈斯欧司朗还能在汽车领域的细分市场占有独到优势，例如位置传感器、高级驾驶辅助系统以及照明等。

除了汽车领域的强强联合，工业领域也将是艾迈斯欧司朗合并其光源和传感技术的重点。

在消费电子领域，艾迈斯欧司朗依然看中3D身份识别和支付，作为世界上少有的能够提供全套技术解决方案的供应商，艾迈斯欧司朗能够提供包括结构光和主动立体视觉在内的三大主流人脸识别方案。

屏幕的显示管理和光谱器也是新公司将持续深耕的重点。光博会上，艾迈斯欧司朗的工作人员在展台上展示了其屏幕显示管理技术，可以观察到手机屏幕的显示亮度和色调可以自动根据环境光的改变而改变，这一技术已经广泛应用在手机行业多年，近几年的智能手机几乎都拥有这一功能。

“公司在医学领域的市场没有汽车和消费领域大，但这一领域我们做得非常专和精，特别是在尖端的 CT 成像方面同中国客户的合作，艾迈斯欧司朗的 UV-C 光电转化效率可达 6% ，是业界平均效率的两倍，达到世界领先水平。”冷剑青说道。

VR 也是重中之重，

有光学声学结合计划

此次见面会上，除了战略业务的更新调整，艾迈斯欧司朗还透露了一些未来发展的战略细节。

对于最近火热的 AR 领域，陈平路表示，AR 行业涉及的产品众多，艾迈斯欧司朗拥有包括眼球追踪系统和其他传感器产品，同时拥有各种光源技术。“AR也是我们的重中之重，我们会和行业伙伴一起合作，往这个方向发展。”

在光学和声学的结合方面，艾迈斯欧司朗已经在内部探讨其技术融合，认为光学和声音的回放以及声音的采集都有结合机会，声音的采集和光学的传感结合机会将更大，不过目前相关产品尚未宣布，不便于透露更多信息。

来源：雷锋网

加速器驱动先进核能系统（ADANES，Accelerator Driven Advanced Nuclear Energy System）是中国科学院近代物理研究所在“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”战略性先导科技专项实施过程中原创提出的一种先进核能系统。在ADANES系统的运行中，采用激光诱导击穿光谱（LIBS，Laser-Induced Breakdown Spectroscopy）技术实现各功能环节核燃料的原位实时定量检测，对各机组的实时控制和优化运行尤其重要。LIBS技术拓展应用到ADANES系统，由于面对的核燃料是以微颗粒松散堆积的形态存在，势必会引入与粒径相关的未知基体效应。

近日，近代物理所与合作者利用自主搭建的颗粒LIBS实验装置，以铜微颗材料为例，开展了微颗粒材料的LIBS信号随粒径和激光通量的变化趋势研究。研究发现，粒径对LIBS信号质量的影响（简称粒径效应）充分依赖于激光通量，且在限定的激光通量范围内可忽略；存在一临界粒径，当粒径超过和低于该临界值时，粒径效应遵循了不同的行为。科研人员将微颗粒材料看作具有非牛顿流体性质的一类软物质，较好地解释了上述实验观察。

该研究识别了一类源于粒径依赖的材料力学性质的新基体效应，刷新了人们对颗粒材料LIBS分析技术的认识；该研究为下一步构建原位分析颗粒材料的LIBS样机提供了重要的参考数据和科学依据。相关成果发表在Journal of Analytical Atomic Spectrometry、Physical Review Applied上。研究工作得到先进能源科学与技术广东省实验室、国家重点研发计划的支持。

图1.铜原子的发射谱线强度随激光通量的演化关系（李亚举/图）

图2.铜原子的发射谱线强度随颗粒粒径的演化关系（李小龙/图）

来源：中国科学院近代物理研究所

在最近举行的第19次世界陶瓷科学院（World Academy of Ceramics）院士选举中，我院邱建荣教授通过严格的提名和独立评选程序，当选为世界陶瓷科学院院士（Academician of World Academy of Ceramics）。他将在2022年6月20-29日于意大利蒙特卡蒂尼-泰尔梅举办的2022年世界陶瓷科学院年度论坛首届会议中被正式授予院士证书。

邱建荣教授的研究方向是光子材料与器件，近年主要从事激光与材料相互作用（超快激光制造和激光3D打印），发光与非线性光学材料的研究，取得了系列有影响的研究成果，曾获德国Abbe基金的Otto-Schott研究奖、美国陶瓷学会Morey奖，入选美国光学学会和美国陶瓷学会Fellow。

世界陶瓷科学院成立于1987年，致力于推进世界陶瓷科学的进展及跨学科交融。世界陶瓷科学院院士当选人均是国际陶瓷科学领域有突出贡献和成就的个人，是陶瓷科学领域的最高荣誉。自成立以来，世界陶瓷科学院院士的总人数保持在200人以内。

来源：浙江大学光电科学与工程学院

机器视觉作为实现工业自动化和智能化的关键核心技术，正成为人工智能发展最快的一个分支。机器视觉对于人工智能的意义，正如眼睛之于人类的价值。激光光源作为机器视觉最为关键的部分之一，直接影响到图像的质量和感知的精度，为机器视觉赋予“智慧之光”。机器视觉正快速扩展至消费电子、汽车电子和工业控制等新应用领域。新应用和新功能推动了对激光光源更大功率，更高效率和更小体积的需求。

据悉，9月16日至18日在深圳举办的中国光博会（CIOE 2021）上，坐落于“深圳激光谷”的柠檬光子将展示多款应用于机器视觉的激光光源芯片及模组产品，凭借其先进的激光芯片技术和光学设计能力，旨在打造一站式智能机器人行业激光雷达光源解决方案。

激光雷达行业技术处于生命周期初期，多维度、多元化技术创新不断涌现。技术创新带来的产品升级是机器视觉行业规模扩大的核心驱动力。扫地机器人是近年来增长迅猛的智能机器人领域。当前在扫地机器人移动导航领域的主流技术是 SLAM （Simultaneous Localization and mapping）即时定位与地图构建技术。

按传感器种类来划分，SLAM 技术主要分为两类，一类是基于激光测距传感器的LDS SLAM 技术，另一类是基于机器视觉的VSLAM技术。LDS SLAM 目前为市场主流技术。表一对三种主流的LDS SLAM方案进行了对比。立体视觉方案凭借其在分辨率、测量精度、抗干扰性和成本等方面的综合优势，是目前被广泛采用的LDS SLAM方案。ToF方案的地图构建能力更强，但相对成本较高。结构光方案由于测量距离受限和抗干扰性相对较弱，应用也相对受限。在应用相对广泛的立体视觉和ToF方案中，传统的激光雷达光源一般采用边发射激光器 （EEL）。柠檬光子基于自主研发的高性能垂直腔面发射激光芯片（VCSEL）和水平腔面发射激光芯片（HCSEL），为主流的LDS SLAM系统提供性能更优异的激光光源方案。

表一：三种主流LDS SLAM方案对比

一、面向三角法测量立体视觉方案的VCSEL点激光准直模组

柠檬光子的VCSEL系列点激光准直模组（如图一）采用定制的VCSEL单点芯片，相比于传统EEL准直模组，具有温漂系数小，光斑圆度和均匀度高，抗静电能力强，可靠性高，易于封装和性价比高等优势。该产品已通过多家激光雷达方案商和智能机器人终端客户性能及可靠性验证，并进入批量生产。

图一：柠檬光子面向三角法测量激光雷达的VCSEL点光源准直模组

二、面向dToF方案的多结VCSEL点激光准直模组

柠檬光子推出了业界领先的多结VCSEL芯片系列产品，峰值电光转换效率可达56%（如图二）。该系列产品具有高功率密度、高可靠性和优异的高温性能等特点，广泛适用于短脉冲（ns级）和高峰值功率应用。多结技术代表着 VCSEL 行业的下一个飞跃，为机器视觉应用领域带来诸多优势。高功率密度可减小封装尺寸，优化系统架构；高电光转换效率可以降低整机热负载；高斜率效率可以降低脉冲电流，进而提升驱动芯片的切换速度。结合上文所述VCSEL技术相较于EEL的诸多优势，基于多结VCSEL的点激光准直模组可望优势替代传统EEL模组，使得dToF激光雷达方案能够更广泛地应用于机器人视觉领域。

图二：柠檬光子多结VCSEL芯片实测LI和PCE数据（测试条件：200s脉冲宽度，1%占空比）

三、面向结构光方案的大角度平顶光场VCSEL线激光模组

柠檬光子VCSEL系列线激光模组采用定制VCSEL阵列芯片和特殊设计的大角度线镜，可实现高质量线型光场。其相对传统的EEL 线光源的优势如下：

·行业首创大角度平顶光场：无边缘断线的120度大角度平顶光场分布，边缘能量更强，更利于大角度雷达弥补边缘能量（见图四中与传统EEL模组的光场分布对比）；

·激光线宽更窄：能量更集中，在空域有效提高信噪比；

·温漂系数小：是EEL的1/5，接收端可采用更窄带滤光片，在频域有效提高信噪比；

·更高可靠性：VCSEL发光面比EEL更大，相对功率密度低，可靠性更好；

·性价比高：VCSEL在芯片、封装和模组组装等方面提供更优化的成本

图三：柠檬光子面向线结构光避障雷达的VCSEL线激光模组

（a）                                           （b）

图四：柠檬光子VCSEL线光源和EEL线光源的光场图对比：（a）柠檬VCSEL线光源实现120度光场，其中平顶光分布大于90度；（b）传统EEL线光源呈近高斯光场分布，边缘能量不满足传感信号需求，且大角度处出现断线

四、面向ToF方案的大角度平顶光场HCSEL线激光模组

柠檬光子的HCSEL激光芯片结合了EEL高功率输出和VCSEL更适合大规模量产的优势，可同时满足激光雷达普及应用对激光光源的三大需求：更高峰值功率、更小光谱温度漂移和更长的激光波段，从而实现更长的3D感测距离、更高信噪比和人眼安全防护。

相比VCSEL及EEL，HCSEL芯片技术优势如下：

·超高的功率，可实现单管峰值功率数百瓦；

·大输出口径赋予芯片更高的可靠性；

·光谱线宽窄，波长稳定，便于3D传感和LiDAR应用有效滤除噪声；

·优异的光束质量降低光学整形难度和提高光场利用率；

·优异的偏振度利于传感探测和光学合束；

·简单的芯片制造工艺从理论上保证更可控的成本。

线扫描的3D传感方案具有相对较高的方案集成度，以及相对低成本的更成熟的线阵光电接收芯片，使得线扫描方案越来越多的受到传感行业的关注。传统的EEL和VCSEL激光芯片由于其较大的远场发散角，很难通过diffuser直接形成相对低成本、小体积的均匀线光斑。柠檬光子的新型HCSEL激光芯片凭借其一个方向近乎准直的出光发散角，可以大大提高经diffuser整形过后的光场锐利度和均匀度，在较小的封装尺寸内，实现理想的线光斑。图五是2W VCSEL和HCSEL经过同一120度 x 1度diffuser之后的光场效果对比。

（a）                                        （b）

图五：VCSEL和HCSEL芯片经120度 x 1度diffuser的光场对比：（a）VCSEL不通过准直镜，光场无法被diffuser压缩，光束发散，杂散光形成噪声；（b）HCSEL直接通过diffuser便形成锐利的线光斑，线宽更窄，均匀度更好

图六：基于4037封装形式的HCSEL线激光投射模组

柠檬光子的HCSEL新型半导体激光器芯片作为下一代新型ToF光源，将会以更高性能、更高可靠性和更低成本的特性，将3D传感应用提升到一个新的高度。目前柠檬光子可提供2~50W峰值功率的HCSEL线激光投射光源，已有多家国际知名厂商采用HCSEL芯片技术方案。

柠檬光子致力于开发高性能激光芯片及光源模组，努力为蓬勃发展的智能机器人行业提供一站式半导体激光光源解决方案。柠檬光子持续研发新技术，迭代新产品，诚邀业界有识之士加盟，联系email：hr@lemon-photonics.com。

柠檬光子简介：

柠檬光子是一家由半导体激光行业海归专业团队和风险投资以及产业投资机构共同创办的高科技企业，致力于高端半导体激光芯片以及激光投射光源模组的产业化。公司拥有国际领先的全方位半导体激光技术和工艺，包括独家拥有的新一代激光芯片技术。公司以自主的核心技术为基础，致力于打造一站式半导体激光芯片及光源解决方案的核心光源元器件供应商。

来源：柠檬光子

“这台设备将清洗头与焊枪集成在一起，前方清洗头进行焊前清洗，焊枪跟随其后完成焊接。紧接着，焊枪由终点回到起点的过程中，又连带清洗头完成了焊后清洗。”在中国中车股份有限公司(以下简称“中国中车”)的某主机厂内，正在高铁车体生产线上进行焊接的工作人员介绍了进入高铁生产制造领域的一种新型清洗设备——清焊一体设备。相比人工清洗，新型设备节省了焊前40分钟和焊后20分钟的清洗时间，大大提高了生产效率。

清焊一体设备正在作业中

这一便捷、高效的清洗设备背后所依托的，正是近年来在国内高端制造行业逐渐普及的激光清洗技术。这一技术解决了困扰行业多年的人工清洗效率低、清洗质量得不到保证、难以实现自动化等问题，以自动化集成的方式推进高铁清洗的智能化升级，节省了时间、人力和耗材，以科技创新提升了高铁制造的效率。

传统清洗方式

“痼疾”难除

8月24日举行的国务院新闻发布会中提到，党的十八大以来，高速铁路新增投产3.1万公里，复线率59.5%、电化率72.8%，均位居世界首位，高铁成为代表“中国创造”和“中国制造”的一张名片。但令人感到意外的是，在这样一个先进制造行业中，清洗方式却还以人工作业为主，由此导致各种弊端：人工清洗以工人操作砂轮打磨完成，难以保证效果的一致性;人工清洗劳动强度比较大，会造成人力成本的提升;人工打磨还会造成车间的噪音污染和粉尘污染，对于操作人员来说，则会对身体健康造成伤害。

因此，在高铁需求量和规模越来越大的今天，清洗技术的升级转型显得愈发迫切。事实上，高铁制造行业寻找高效清洗方式的脚步一直没有停歇，化学清洗作为人工清洗的补充和替代出现在高铁清洗领域。所谓化学清洗，就是使用酸碱、丙酮、酒精等化学试剂擦拭需要清洗的部件。这一方式虽然促进了效率提升，但同时也造成了污染。随着国家对环保的重视度不断提高，化学清洗在高铁制造中的使用也越来越少，目前人工清洗仍占主流。

工人手持砂轮进行人工清洗

激光清洗技术+针对性升级，

解决人工操作难题

人工清洗效率低下、效果难以统一、劳动强度大，化学清洗又存在高污染，因此寻找新的替代清洗方式成为高铁制造企业的重要任务。面对市场痛点，激光清洗作为工业清洗的新兴方式开始在国内崭露头角，其具有清洗干净、效率高、非接触、绿色环保等优点，不但可以用来清洗有机污染物，也可以用来清洗无机物，应用范围涉及除锈、去除氧化膜、脱漆、去油污、除胶、去镀层涂层等，在高端设备制造领域应用广泛。深刻影响全球科技创新、产业结构调整、经济社会发展。

近十年来，虽然激光清洗在高端制造行业得到了广泛关注和应用，但期待清洗方式升级的高铁行业却还未注意到这一新型清洗方式，直到2016年，中国中车的工程师与一家激光清洗企业交流焊接工艺时，提出了清洗难题：“有些部件焊接以后表面有一层黑灰状氧化物，需要工人打磨掉，但是有一些地方非常狭窄，工人很难操作。”这位工程师希望激光清洗能帮他解决问题。

这家激光清洗企业名为翔明激光，是一家来自于于华中科技大学的科技成果产业化公司，创始人王春明是华中科技大学材料科学与工程学院教授，他的研究方向正是激光加工技术。2016年，王春明创立翔明激光，专注于激光清洗工艺研发与装备制造，成功研发了焦点保持系统、边缘控光系统、光束匀化整形系统、防抖动、高允差技术等专利技术，形成了一系列激光清洗的关键技术群，并在实践中建立了各类基材和各类污染物的激光清洗工艺库。

人工清洗粉尘遍布，工人必须“全副武装”

当中国中车寻求帮助的时候，翔明激光的激光清洗技术已经在飞机制造领域得到了应用，并且取得了成功经验。翔明激光敏锐地感觉到，这正是激光清洗进入高铁领域的契机。于是，他们向中国中车的工程师表示：“我们可以用激光清洗技术尝试一下。”

为了利用激光清洗技术解决中国中车工程师提出的清洗难题，在此后的2~3年间，翔明激光针对高铁制造应用场景对激光清洗技术做了多项改进研发，开发出了应用于高铁车体焊接的焊前焊后清洗技术，也就是目前已广泛应用的清焊一体设备。然而，这一设备的应用也并非一帆风顺，而在发现问题、解决问题中不断升级的过程。

清焊一体设备首先遇到的问题是金属飞溅对光学镜头的损害：焊接产生的金属飞溅可能会接触到激光清洗头，而清洗头由光学镜片组成，高热量的金属飞溅会对其造成损害。针对这一问题，翔明激光开发了镜头自主防护功能，避免金属飞溅带来的光学镜头损伤，保证激光清洗设备的稳定工作。

高铁制造中产生的焊后氧化物

随着清焊一体设备的应用越来越普及，设备经常处于满负荷运行状态，引发了高铁生产企业对其稳定性和安全性的担忧：激光束扫射角度一旦出现偏差，就会对周围人员的安全造成极大威胁。因此，翔明激光又为设备增加了安全防护功能，一旦激光束出现倾斜，激光设备会自动关停，保证周边操作人员的安全。

经过一系列技术改造和升级，清焊一体设备在2018年进入正式应用阶段。激光清洗技术成功应用于高铁行业，困扰高铁制造工程师多年的清洗问题终于得到了初步解决。并且，随着5G、人工智能、智慧城市等新技术、新业态、新平台蓬勃兴起，中国正在积极推进工业制造的智能化、数字化升级，而清焊一体设备所具有的自动化集成特点，大大促进了高铁生产中清洗工序的智能化，使得高铁行业全流程智能制造升级得到进一步实现。

激光清洗为高铁制造清洗

提质增效

由于技术的领先性和完备性，翔明激光清焊一体设备的出货量已到达50~60台，进入批量生产状态，目前在国内高铁领域的激光清洗市场中已占据绝大部分份额。“去年到今年，我们的出货量翻番，这证明激光清洗技术在高铁领域获得了认可。”翔明激光副总经理王军表示。

高铁生产制造企业对源于清焊一体设备的认可源于其应用价值。与人工清洗相比，清焊一体设备除了大大节省人工焊前与焊后的单独清洗时间之外，还从多个角度为高铁制造清洗带来了革新：首先，清焊一体设备是进行在线清洗，节省了人工打磨所需的60平米打磨空间，并且大幅降低了人工成本，人工打磨每个车体起码需要2个打磨工;其次，清焊一体设备自带的收集装置使得清洗现场“一洗如新”，告别了人工打磨粉尘遍布的历史;另外，与化学清洗加打磨相比，清焊一体设备节省了耗材费用，王军解释道：“经统计，化学清洗加打磨一节车体需要88元耗材费用，而我们激光清洗主要是用电，折算下来一节车体清洗费用仅2.5元。按照一条生产线一年生产几千节车体来计算，仅一条生产线每年就可为厂家节省几十万费用。”

翔明激光研制清焊一体化设备应用于高铁制造

激光清洗有望成为

高铁行业主流清洗方式

虽然已经取得了阶段性成功，但激光清洗在高铁领域的全面普及还有一段路要走。王军表示：“我们现在的应用集中在高铁生产制造环节，在维修保养环节还远远未达到批量应用，其中最大的问题就是目前效率不能满足高铁维保用户的要求，因此提高清洗效率是我们现在努力的方向。”

如何解决效率问题?王军认为，除了提升设备性能之外，数字化升级也是提高激光清洗效率的重要方式。王军解释道：“借助智能化和数字化能够进一步减少人为干涉，提升自动化程度，进而提高效率。同时，智能化和数字化是当前工业制造领域的整体发展趋势，将我们的激光清洗设备进行智能化、数字化升级后，也能够更好的与工业设备适配，有利于激光清洗技术的推广。”

谈到激光清洗在高铁领域的应用前景，王军表示：“高铁生产制造厂家对我们激光清洗技术的应用，已经从一条生产线已经扩展到十几条生产线，这说明他们发现激光清洗能够很好解决他们的痛点问题。因此，我认为激光清洗在高铁领域是一种很有优势的补充和替代清洗方式，未来有希望发展成一种主流方式。”

从宏观政策层面来看，中国在“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出要深入实施制造强国战略，推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备等产业创新发展，激光清洗对我国高端制造装备产业竞争力的提升具有重要意义。从行业发展来看，今年4月由翔明激光创始人王春明牵头编制的激光清洗行业国家标准《绿色制造 激光表面清洗技术规范》启动编制，这表明激光清洗行业正在朝着规范化、专业化、高质量方向发展，行业前景进一步明朗。从市场层面来看，高铁维保已经对翔明激光提出了新的产品需求，翔明激光正在不断提升设备性能以满足用户标准，目前已实现试点应用，包括轮对、集电环，受电弓、齿轮等部件的清洗，完成了激光清洗从高铁生产制造环节到维修保养的业务全覆盖。目前，在政策和市场需求的双重引领之下，激光清洗正在成为高铁行业的重要清洗方式，将为高铁行业的提质增效做出贡献。

来源：极客网

9月12日，被誉为“中国诺奖”的2021未来科学大奖在北京揭晓。上海交通大学张杰院士摘得三项大奖之一的“物质科学奖”。奖金为100万美元，以奖励他通过调控激光与物质相互作用产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成像和激光核聚变的快点火研究。

张杰，1958年出生于中国山西，1988年在中国科学院物理研究所获得博士学位，此前任上海交通大学校长，目前也是中国科学院物理研究所教授。他是开发利用太瓦到拍瓦激光束有效生成受控、高强度快电子束（~100 keV 到 10 MeV）方法的先驱。利用这一技术，张杰领导的研究团队在快电子束方面取得了一系列重大突破，包括高效产生非热电子、用激光调节电子束能量、实现高定向电子发射，以及创时空分辨世界纪录的电子束成像。

将未来科学大奖颁发给他，是为了奖励他通过调控激光与物质相互作用，产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成像，和激光核聚变的快点火研究。张杰教授是世界知名的激光等离子体物理学家，在高能量密度物理和激光聚变物理前沿研究领域做出多项重要学术贡献，并因此于2003年当选中国科学院院士、2007年当选德国国家科学院院士、2008年当选第三世界科学院院士、2011年当选英国皇家工程院外籍院士、2012年当选美国国家科学院外籍院士，2015年获得激光聚变与高能量密度物理研究领域国际最重要的奖项-爱德华·泰勒奖章，他也是世界范围内首位获得该项荣誉的华人科学家。

张杰教授领导的上海交大激光等离子体实验室研究团队，连续三期（九年）获得国家自然科学基金委创新群体资助（2012-2020），长期与美国、英国、日本的重要科研机构开展高水平的国际合作，是国际学术界相关领域最有影响的团队之一。

在过去的30多年的时间里，张杰教授在激光等离子体研究领域培养了100多名博士，他们中的大多数都活跃在激光等离子体研究领域，并在国内外一流大学和科研机构获得了教职和研究岗位。张杰还是全国培养出蔡诗东等离子体物理奖获得者最多的博士生导师之一。

张杰教授主持过多项国家自然科学基金委重大项目，还是两期科技部973项目首席科学家，目前作为首席科学家主持中科院“新型激光聚变方案”先导专项研究。

张杰教授曾先后获中国青年科学家奖（1998）、香港“求是”杰出青年学者奖（1999）、国家自然科学基金委杰出青年学者（1999）、中国科学院优秀百人计划获得者（2002）、中国光学学会王大珩光学奖（2002）、中国物理学会饶毓泰物理奖（2003）、世界华人物理学会“亚洲成就奖”（2004）、何梁何利科技进步奖（2006）、国家自然科学二等奖（2006）、中国科学院杰出科技成就奖（2007）、第三世界科学院TWAS物理奖（2007）、中国科学十大进展（2011）、美国核学会爱德华·泰勒奖章（激光聚变与高能量密度领域国际最高奖项）（2015）、香港求是科技基金会杰出科技成就集体奖（2018）。

2006年-2017年任上海交通大学校长，2017年-2018年任中国科学院副院长。是中国共产党第十七届、十八届中央委员会候补委员，第十三届全国政协常务委员。目前担任中国物理学会理事长、上海交通大学学术委员会主任、致远学院荣誉院长。

他曾任亚太物理学会联合会主席、香港特区高等教育资助委员会(UGC)委员、香港特区科研资助委员会(RGC)委员、新加坡国家研究理事会（NRF）外国专家评审委员、德国洪堡基金会（AvH）外国专家咨询委员会委员。他还是美国国家科学院在物理领域设立的Comstock Prize和美国物理学会在等离子体领域设立的Ronald Davidson等离子体物理奖遴选委员会委员。他是香港城市大学荣誉博士（2008）、英国女王大学荣誉博士（2010）、加拿大蒙特利尔大学荣誉博士（2011）、美国罗切斯特大学荣誉博士（2013）。

未来科学大奖是中国首个世界级民间科学大奖，由未来论坛于2016年创立，下设生命科学奖、物质科学奖、数学与计算机科学奖三个奖项，单项奖金100万美元（约650万元），每个奖项由四位捐赠人共同捐赠。大奖采取提名邀约制和国际同行评议制。在奖项评审过程中，有包括诺奖得主、图灵奖得主、菲尔兹奖得主以及数十位美国、法国、德国等国的科学院、工程院院士，参与了未来科学大奖的提名与评议过程。

未来科学大奖每年在中国北京举办颁奖典礼，对为全人类做出重大科研成果的科学家予以表彰。颁奖典礼同期举行的科学峰会，旨在邀请全球范围内卓有建树的科学家，分享科学发展的前沿成果，探讨学科交叉与学术创新，推进科学主导的产业应用。

综合：澎湃新闻、投资界