欧洲杯-米乐M6官方网站重磅我国发布激光技术与应用2035发展战略研究报告

　　

　　激光是与原子能、半导体及计算机齐名的20世纪四大重大科技发明，激光具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性好的特点，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光与相关技术的发展与融合，形成了激光制造、激光通信、激光检测、激光医疗等交叉技术学科，为人类认识世界和改造世界提供了一大批新工具，孕育和发展出多种类型的激光产业和系列装备，改变和重构了高端制造、信息通信、医疗诊断治疗和国防安防等多个领域。随着新型激光器和激光新应用的持续涌现，激光技术的作用将更为突出，将在创新型国家建设和提升国际产业竞争能力中发挥重要作用。

　　由于激光器的问世，光源的相干性和亮度有了显著提高，全息技术得到迅猛发展。全息技术的原理是利用光的干涉和衍射，将物体信息以干涉图的方式存储下来，通过图像反演，恢复出原物体的三维逼真立体图。该技术大量运用在科幻电影中，如《阿凡达》中的全息沙盘展示、《钢铁侠》中的悬空投影等。如今，计算机技术的快速发展已催生出全息投影技术。例如，微软基于计算全息技术于2015年开发出了Hololens，可以生成只有佩戴者能够看见的虚拟3D图像。

　　获奖者：艾哈迈德·泽维尔（埃及、美国）获奖理由：运用激光技术，使通过化学反应观测原子在分子中的运动成为可能泽维尔被誉为“飞秒化学之父”，他应用飞秒激光技术在化学反应中观测，这也是诺贝尔化学奖第一次颁发给激光领域。由于飞秒超短脉冲激光的出现，可观测化学反应的时间尺度缩减至飞秒量级。泽维尔利用该技术测得了环丁烷裂解实验的反应过度寿命为700飞秒，并在NaI的光解反应中首次观察到化学反应过渡态的变化过程。

　　激光制造应用是激光产业应用的主要方向，包括去除与连接、表面工程、增材制造、修复与再制造和微纳制造等5类，产值规模占激光应用产业的30%以上。激光制造具有易于操作、非接触、高柔性、高效率、高质量和节能环保等突出优点，是切割、焊接、表面处理、高性能复杂构件制造和精密制造的主流手段，被誉为“万能加工工具”、“未来制造系统共同的加工手段”，引领了先进制造业的发展，对工业智能化进程产生深远影响。根据美国科学和技术政策办公室2010年分析和统计，美国当年GDP的50%，约7.50万亿美元的产值。这是美国2010年的数据，如今已经是2020年，由此可见激光应用和发展的空间无比广阔。

　　以激光再制造为例，据不完全统计，目前我国从事激光再制造的民用企业大约40-50家，规模大的只有数亿元，而小的则在千万元以下。全年我国激光再制造的产值超过25亿元，服务修复各个产业核心产品价值数百亿元，为我国减少了许多重要行业的损失。但这数字同我国是世界上最大的制造工厂的地位非常不相称。作为全球最大的再制造产业国家美国，其再制造规模超过1000亿美元，再制造企业7.5万家，从事人员50多万人（2017年的数据）。从产业产值规模来看，假设我国的再制造产业占GDP比重达到0.2%，则2015年我国再制造产业的产值规模将超过1272.93亿元欧洲杯-米乐M6官方网站，2016年将达到1447亿元。由此可见我国的发展空间有多大。

　　激光技术是现代信息产业的支撑技术。光纤通信是高速互联网不可或缺的物质基础；无线光通信技术是实现海量信息远距离快速传输的唯一方式，也是巨型计算机、大型超算中心、第五代移动通信技术（5G）基站和5G数据中心等内部及相互之间高速海量数据传输交换的主要方式；光存储是海量大数据信息存储的主要方式；高清晰激光显示技术将引发“人类视觉史上的一场革命”。“阅尽千帆、还是激光显示最美”。此外，激光技术还是高精度测量传感、无人驾驶和量子通信的重要基础。

　　第三，激光技术孕育孵化新应用的能力很强，能够不断与其他技术融合创造新应用和新产业，具有突出的产业引领性特征。5G基站建设已成为热门的投资方向，今年，中国移动、中国电信、中国联通、中国铁塔相继公布了2020年的5G投资计划，合计投资总额约2000亿元。据中国信息通信研究院预测，到2025年5G网络建设投资累计将达到1.2万亿元，并将带动产业链上下游以及各行业应用投资超过3.5万亿元。另外，激光显示技术的成熟即将催生万亿级的产业规模。据统计，2018年中国电视年生产量达到1.7亿台，产值超过6000亿元，电视产业链产值超万亿，并且早已成为全球最大的彩电制造中心和最大的消费市场。

　　相比较而言，我国企业在开展激光科研方面力量相对较弱，获得国家科技计划资助也相对较少。以著名的再制造企业卡特彼勒为例，2014财年，其收入为551.84亿美元，其研发费用达到了22亿美元。我国仅华为研发费用比较高，每年超过1000亿元。一方面这反映出我国企业科研实力、科研基础相对较弱，无法与高校和科研院所竞争；另一方面也说明目前激光领域资助项目来自产业前沿较少，问题较为基础，风险较大，与产业关联较弱，企业兴趣不大。另外我们国家的激光企业同国外相干公司、通快公司以及IPG等公司的科研实力相比存在差距，同时我们在前期科研院所同企业的合作交流较少也有关系，我们目前还没有可以类似和媲美德国弗朗和夫激光技术研究所这样的机构也有关系。这一方面在近年来正在逐步改善。

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　　在前沿科研方向领域中，新型半导体激光器、超快超强激光器、深/极紫外激光器、高能固体激光器和自由电子激光器领域是主要方向，具有以下几个特点：第一，在反映激光本质的频域特性（超短波、超长波、可调谐、单频、宽光谱等）、时域特性（超快、超强峰值等）和能量域特性（高亮度、大功率、高能等）方面具有比普通激光器更高的性能；第二，有着重要的应用需求，且目前的性能距离应用需求尚有一定差距；第三，预示着激光技术的重要发展趋势和方向（往往包含着新材料、新结构、新原理、新体制的发现和发明）。前沿激光技术是关系到占领未来科技战略制高点的关键技术之一，是国际上各国激烈竞争的焦点。当前，我国科技计划对上述前沿激光技术方向都有一定的规划布局和支持，总体上说，大部分研究方向与世界先进方向有一定差距。

　　2020年是激光发明60周年，激光技术和应用的发展极大地改变了世界。党的“十九大”确定了2035年基本实现社会主义现代化和跻身创新型国家前列的战略目标，这为激光技术和应用带来了前所未有的发展机遇，也对激光技术与应用的发展提出了高标准的要求。我们必须充分认识激光技术与应用的作用和潜力，认清制约发展的困难与挑战，加强统筹谋划，以改革的大无畏精神和勇气突破各种制约，坚持自主创新和开放创新，坚持应用和产业为目标牵引，强化激光技术攻关，完善激光产业创新生态，积极抢占国际竞争制高点，为中华民族伟大复兴中国梦的实现贡献力量。