1、1激光工程系簡介激光工程系簡介報告人報告人: :朱朱 曉曉 教授教授2 國家中長期科學和技術發展規劃綱要中已將激光激光制造技術制造技術定位為未來十五年影響我國國民經濟建設與發展的關鍵支撐技術。 “十一五”期間，急需解決兩大問題：一是國民經國民經濟支柱行業所急需的濟支柱行業所急需的重大激光制造裝備的加工工藝和系重大激光制造裝備的加工工藝和系統集成統集成；二是激光加工裝備制造企業所急需的激光加工裝備制造企業所急需的先進工業先進工業激光器激光器。3世界已經進入光制造時代世界已經進入光制造時代歐盟：鋁合金激光焊接空客A380飛機取代傳統鉚接飛機制造技術革命。 飛機制造飛機制造4 美國美國三大汽車集團（

2、通用、福特、克萊斯勒公司）、歐洲歐洲汽車制造公司（如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW公司）生產線上采用激光焊接激光焊接替代電阻焊。 汽車制造汽車制造5船舶制造船舶制造日本、韓國實施日本、韓國實施精密造船精密造船，利用激光加工技術實現船，利用激光加工技術實現船體的精密切割和焊接，達到了船舶的高效制造。體的精密切割和焊接，達到了船舶的高效制造。6我國鐵路建設正處于飛速發展期我國鐵路建設正處于飛速發展期鐵路已經實現第六鐵路已經實現第六次大提速次大提速我國將建設四縱四橫的我國將建設四縱四橫的高速鐵路干道高速鐵路干道7太太 陽陽 能能 光光 伏伏 行行 業業美國美國ESIESI、G

3、SIGSI、應用物理、德國、應用物理、德國ROFIN ROFIN 的精密微細激光加工系統應用于微電的精密微細激光加工系統應用于微電子及光伏行業。子及光伏行業。ESI激光精密修調機激光精密修調機 光伏及微電子制造光伏及微電子制造87000W7000W射頻激勵軸快流激光器射頻激勵軸快流激光器射頻電源射頻電源97000W7000W激光器射頻放電激光器射頻放電 10激光輸出功率最高激光輸出功率最高10KW,10KW,中國第一中國第一功率顯示功率顯示輸出光斑輸出光斑11整機集成與控制技術整機集成與控制技術大功率射頻電源大功率射頻電源設計與開發設計與開發 射頻氣體放電理論與參數測試射頻氣體放電理論與參數測

4、試非穩波導混合諧振腔非穩波導混合諧振腔高精度高精度射頻板條電極設計與加工射頻板條電極設計與加工光束整形設計光束整形設計匹配網絡與并聯諧振技術匹配網絡與并聯諧振技術板條與光腔安裝調試板條與光腔安裝調試板條激光器關鍵技術122KW2KW射頻板條射頻板條CO2CO2激光器激光器板條結構板條結構板條電極板條電極板條結構示意圖板條結構示意圖132kw2kw射頻激光器箱體射頻激光器箱體箱體上、箱體上、下座體下座體整機整機14大功率大功率81MHz81MHz射頻激光電源及氣體放電射頻激光電源及氣體放電81MHz81MHz射頻電源射頻電源箱體窗口觀察到箱體窗口觀察到的射頻放電的射頻放電15未整形激光輸出功率未

5、整形激光輸出功率功率計讀數功率計讀數（2.22kW2.22kW）16碟片固體激光器碟片固體激光器目標目標20092009年實現年實現2.0kW2.0kW碟片固體激碟片固體激光器原理樣機。光器原理樣機。20102010年年2.0kW2.0kW碟片固體激光器碟片固體激光器開始中試生產，并開發出開始中試生產，并開發出4.04.0千千瓦原理樣機。瓦原理樣機。17德國通快公司德國通快公司8000W disk laser8000W disk laser串接結構串接結構 德國通快公司德國通快公司8000W disk laser泵浦結構泵浦結構18半導體激光耦合技術半導體激光耦合技術同發散角的整形耦合方案同發

6、散角的整形耦合方案同光斑直徑的整形耦合方案同光斑直徑的整形耦合方案諧振腔及其鏡片參數設計諧振腔及其鏡片參數設計（諧振腔腔型及其穩定性分析與模擬諧振腔腔型及其穩定性分析與模擬輸出鏡最佳透過率及其參數設計輸出鏡最佳透過率及其參數設計19自主研發自主研發25W25W脈沖和脈沖和400400瓦連續光纖激光器瓦連續光纖激光器批量生產批量生產25W脈沖光纖激光器脈沖光纖激光器20太陽能非晶硅劃片機太陽能非晶硅劃片機精密激光調阻機精密激光調阻機二、我們的技術有那些應用二、我們的技術有那些應用21激光晶圓切割機激光晶圓切割機 LED藍寶石襯底精密劃線設備藍寶石襯底精密劃線設備22汽車安全氣囊激光焊接系統汽車安

7、全氣囊激光焊接系統23東方電機廠三峽發電機哈爾濱電機廠哈爾濱電機廠 黃石三環離合器廠現場黃石三環離合器廠現場神龍汽車公司神龍汽車公司汽車變速箱雙齒輪激汽車變速箱雙齒輪激光焊接光焊接24重大工程：三峽工程中的激光加工重大工程：三峽工程中的激光加工25上機架組焊后進行檢測上機架組焊后進行檢測262728 20052005年年2 2月月, ,華工激光制作的高性能數控激光切割機成功進入美國市場華工激光制作的高性能數控激光切割機成功進入美國市場 20052005年年5 5月月, ,銷往澳洲市場銷往澳洲市場 三峽工程關鍵設備制造企業三峽工程關鍵設備制造企業東方電機連續購買兩臺高性能數控激光切割機東方電機連

8、續購買兩臺高性能數控激光切割機29三、在國家的地位和水平三、在國家的地位和水平在研重大項目在研重大項目國家支撐計劃課題國家支撐計劃課題 43694369萬元萬元國際合作重大項目國際合作重大項目 12691269萬元萬元國際合作重點課題國際合作重點課題 173173萬元萬元國家重大專項國家重大專項“高檔數控激光切割機高檔數控激光切割機”790790萬元萬元國家重大專項國家重大專項“4 4千瓦光纖激光器千瓦光纖激光器”12001200萬元萬元國家重大專項國家重大專項“車身激光焊接系統車身激光焊接系統” 800 800萬元萬元30四、基地平臺建設四、基地平臺建設具備先進工業激光器的設計和仿真能力具備

9、先進工業激光器的設計和仿真能力工業激光器關鍵技術創新能力工業激光器關鍵技術創新能力指導思想指導思想可持續創新能力建設可持續創新能力建設國內最好的工業激光器研發基地國內最好的工業激光器研發基地序號序號12345先進工業激光器特殊零件和光學元件的超精密加工能力先進工業激光器特殊零件和光學元件的超精密加工能力人才培養與高技術人才培訓能力人才培養與高技術人才培訓能力6具備新一代工業激光器的工程化驗證與示范能力具備新一代工業激光器的工程化驗證與示范能力31基地建設內容基地建設內容32五、對中國的貢獻五、對中國的貢獻自主開發了一批工業激光器及其加工設備，使自主開發了一批工業激光器及其加工設備，使激光加工行業不斷發展壯大！激光加工行業不斷發展壯大！ 技術輻射和咨詢服務，帶動了中國激光加工行業技術輻射和咨詢服務，帶動了中國激光加工行業的形成。的形成。 推廣了激光加工新技術的應用，促進了國民經推廣了激光加工新技術的應用，促進了國民經濟支柱行業（冶金、汽車、鋼鐵等）的發展。濟支柱行業（冶金、汽車、鋼鐵等）的發展。33激光加工國家工程研究中心激光加工國家工程研究中心全國首批全國首批49個工程中心之一，我校最早第一個，個工程中心之一，我校最早第一個，2003年國年國家驗收，家驗收，2010年評估全國第一。年評估全國第一。34大功率激光器國家級國際聯合研究中心大功率激光器國家級國際聯合研究中心