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姚喆赫,姚建华,向巧
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 63-70 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.011
激光再制造技术作为制造技术创新的前沿领域，深刻改变着高端装备的设计与运行方式，是绿色再制造的重要支撑技术，是促进制造产业可持续发展的重要力量本文从激光再制造技术的宏观需求入手，梳理了激光再制造技术的发展及应用现状，凝练了激光再制造技术和产业在发展过程中面临的挑战，进而提出了面向2025 年、2035 年以及2050 年的分阶段发展目标。针对当前我国激光再制造技术在专用材料、核心器件、再制造理念与标准体系等方面存在的问题与挑战，研究提出：加强战略层面的积极引导；构建激光增材再制造材料基因组体系；完善标准化体系和高层次应用型人才培养体系；加大应用推广力度，引导行业整合；建立合作平台，加快关键共性技术创新发展，为激光再制造技术及其产业发展提供支撑。
“我国激光技术与应用2035 发展战略研究”项目综合组
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 1-6 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.001
为促进激光技术及应用的发展，中国工程院于2018 年启动了“我国激光技术与应用2035 发展战略研究”重点咨询项目，本文是项目研究综合报告，文章简要分析了激光技术及在科研与产业中的工具性、引领性和颠覆性作用，分析了我国激光技术在前沿激光、制造加工、信息通信、医疗诊治等领域的科研和应用的发展现状，梳理了多个制约加速发展的问题，提出了我国激光技术及应用2035 年发展目标设想：强化顶层统筹谋划，引领我国激光技术与应用产业快速发展；加强基础研究，聚力突破产业化发展中的重大基础问题、共性技术基础和基础材料、器件；设立应用研发专项，打造多个新激光产业链；创新产业协同机制，完善激光产业创新生态；强化激光基础教育，加大对激光及光学学科人才培养力度等政策措施建议。
顾冬冬, 马成龙, 夏木建, 戴冬华, 石齐民
《工程（英文）》 2017年 第3卷 第5期 页码 675-684 doi: 10.1016/J.ENG.2017.05.011
选择性激光熔化（SLM）增材制造（AM）技术已成为精密制造高性能复杂形状金属零件的重要选择。SLM AM 工艺涉及复杂的物理化学现象、热力学特性以及高能激光束融化散粉颗粒时产生的相变。从中尺度研究AlSi10Mg 和Inconel 718 合金粉末的激光吸收和熔化/ 致密化特性。最后，从宏观尺度提出了逐行局部激光扫描过程中的应力发展和SLM 处理后的复合材料变形的参数依赖控制方法。多尺度数值模拟和实验验证方法有利于监测SLM AM 过程中复杂的粉末激光作用、传热传质特性以及微观结构和力学性能的发展。
面向大幅面金属增材抛光的激光扫描振镜与伺服台协同控制系统 Article
崔梦嘉, 卢立斌, 张震, 管迎春
《工程（英文）》 2021年 第7卷 第12期 页码 1732-1740 doi: 10.1016/j.eng.2020.06.028
为了满足高品质金属增材制造的迫切需求，本文创新地提出了一种以激光扫描振镜与精密伺服台协同控制为核心的大幅面激光精密抛光方法，以实现大幅面选区激光熔化（SLM）成形镍合金精密抛光。研究实验结果表明，与传统步进-扫描方法相比，该协同控制系统实现了激光光斑连续运动，避免了拼接误差，加工效率提升了38.24%。由于激光扫描路径更流畅，相应能量分布更均匀，因此，大幅面抛光质量得到显著改善。本协同系统为大幅面、高精度、高效率的激光精密加工提供了重要途径，在航空航天、新能源、高端模具、医疗器械等精密制造领域具有广阔的应用前景。
微观选择性激光熔化技术发展的现状及未来展望 Review
Balasubramanian Nagarajan, Zhiheng Hu, Xu Song, Wei Zhai, Jun Wei
《工程（英文）》 2019年 第5卷 第4期 页码 702-720 doi: 10.1016/j.eng.2019.07.002
增材制造（AM）能将各种材料制成形状复杂的部件，因此在制造业中越来越受到青睐。选择性激光熔化（SLM）是一种常见的AM技术，它基于粉床熔融法（PBF）来处理金属，但目前只专注于大中型元件的制作。此外，本文综合评价了利用SLM和选择性激光烧结（SLS）制造微尺度零件的各种研究工作和商业系统，不仅从微观尺度上找出了SLM存在的问题，包括粉末重涂、激光光学和粉末粒度等， 还详细阐述了SLM未来的发展方向
超短脉冲激光制造及表面加工微米器件 Review
于泳超, 白石, 王树同, 胡安明
《工程（英文）》 2018年 第4卷 第6期 页码 779-786 doi: 10.1016/j.eng.2018.10.004
超短脉冲激光在材料加工方面具有独特的优势。其对焦点之外区域的热影响效应非常有限，使超短脉冲激光可被应用于微米甚至纳米尺寸的精密加工。基于这些特点，我们利用激光直写技术在高分子衬底上成功制造出了具有三维（3D）结构的高性能微型超级电容器（MSC），在0.1 mA·cm–2的电流密度下表现出同时，也制造出了可用于探测多种“味道”的柔性传感器阵列。对传感器电极表面进行了不同的处理，如镀金、沉降氧化石墨烯（rGO）以及沉积聚苯胺（PANI）。另外，在3D 结构玻璃微流体通道内由全飞秒激光加工出了具有2D周期性结构的纳米金属表面，可用于实时表面增强拉曼散射（SERS）的检测。全飞秒激光加工过程包括激光烧蚀、激光还原和激光诱导表面纳米工程。这些工作证明了超短脉冲激光在表面精密加工中的巨大潜力。
陈俐,巩水利,何恩光
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 78-84 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.012
随着激光技术的发展，激光去除与连接技术深刻影响着制造业技术的发展，并以柔性、高效、高质的综合优势成为不可或缺的先进制造技术。在先进制造智能化发展的时代，激光技术、数字信息技术等的融合必将推动激光去除与连接技术的应用发展与创新。本文选取工业应用最广的激光焊接、激光切割、激光打孔、激光打标4 种激光去除与连接技术，概述了激光去除与连接技术的应用现状，分析了其在支撑先进制造发展过程中存在的问题。研究表明，激光去除与连接技术的发展应注重工艺基础和装备研究一体化的研究，解决激光加工单元部件、激光加工工艺、智能集成各环节的关键技术，强化工艺基础研究平台建设，关注技术创新和人才培养的多维度结合，以促进激光去除与连接技术从工艺应用开发到装备市场保障的生态链式的协同发展
邱海霞,李步洪,马辉,魏勋斌,杨思华,李阳,谭一舟,陈德福,赵洪友,曾晶,顾瑛
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 14-20 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.003
激光诊疗技术在生命健康领域得到了越来越多的成功应用，成为现代医学精准诊疗的重要组成部分。本文针对激光技术医疗应用主题，重点从实际应用和产业链的视角出发，梳理我国激光技术在临床治疗、诊断和产业化方面的发展现状、前景趋势和存在问题。研究发现，尽管我国在激光治疗技术、医用激光诊疗设备及其产业发展方面均取得了长足进步，但整体而言，激光医疗技术的临床应用仍处于跟踪起步和同步发展阶段，原创性应用研究有所缺乏，医用激光设备的研发和产业化处于中低端，用于精准诊疗的超快激光器等关键技术和高端设备仍未打破国外垄断。研究建议，设立我国激光医学二级学科，加强国家级激光医疗科技创新平台建设，针对性开展激光医疗器械法规建设，出台相关政策扶持激光医疗器械产业发展，组织攻关医用激光诊疗设备关键核心技术。
结构参数对激光熔化制造的2D五模结构泊松比和压缩模量的影响 Article
张磊, 宋波, 刘瑞杰, 赵爱国, 张金良, 卓林蓉, 汤桂平, 史玉升
《工程（英文）》 2020年 第6卷 第1期 页码 56-67 doi: 10.1016/j.eng.2019.06.009
刘军,曾志男,梁晓燕,冷雨欣,李儒新
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 42-48 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.007
超快超强激光兼具超快时域特性和超高峰值功率特性，为人类在实验室中创造出了前所未有的超快时间、超高强场、超高温度和超高压力等极端物理条件，成为用于拓展人类认知的前沿基础科学研究最重要的工具之一本文从超快激光和超强激光的应用与发展需求出发，系统调研了国内外研究和科学应用的现状，提出了我国超快激光和超强激光的发展思路与目标以及为实现这些目标需要重点发展的相关方法和技术。针对超高峰值功率和高重复频率超强激光面向未来的重要方向，分析了我国分阶段发展的重点内容，突出了相关技术与配套元器件研究的重要性。此外，在注重基础研究、多方面吸引和培育人才、加强国际合作、促进产业化等方面提出了超快超强激光发展的措施建议，以期为我国激光技术与科学应用的稳步发展提供方向参照。
增材制造可降解镁合金植入物面临的挑战及其对策 Article
王银川, 付彭怀, 王南清, 彭立明, 康斌, 曾晖, 袁广银, 丁文江
《工程（英文）》 2020年 第6卷 第11期 页码 1267-1275 doi: 10.1016/j.eng.2020.02.015
增材制造（AM）技术具有制备复杂几何结构的能力，为可降解金属植入物的制备提供了前所未有的机会，尤其对具有合适力学性能和良好生物相容性的可降解镁合金在优化参数的基础上，采用选区激光熔化（SLM）技术制备了三种不同结构（仿生、金刚石和极小曲面）的JDBM多孔支架，并分析了其力学性能和降解行为。
韦欣,李明,李健,汪超,李川川
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 21-28 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.004
半导体激光器产业体量大、辐射和带动能力强，作为激光器工业的基础，被广泛应用在光通信、光信息处理、新型加工、激光显示、生物和医学传感等工业、为了适应逐渐扩大的应用范围，满足不同应用场景所提出的新要求，半导体激光器领域近年来通过学科交叉渗透不断地引入了各种新机制、新概念以及新结构，大大优化了其波长覆盖范围、光束质量、器件体积和功耗、调制速度以及输出功率本文通过对比几种新型激光器的物理内涵、结构设计及制备手段，介绍了几种应用前景广泛且发展势头强劲的半导体激光器。结合我国相关产业的发展现状指出，半导体激光器产业的发展仍然应与应用紧密结合，通过市场和强大的系统开发能力闭环优化器件性能，提升核心技术，通过交叉学科融通不断引入新概念、新结构和新工艺。同时，结合国内政策导向优势，在垂直外腔面发射激光器、微纳结构激光器以及拓扑绝缘体激光器等几个发展势头强劲的新型激光技术中加大投入，进行批量生产和可控制备研发，力争在国际相关领域的竞争中抢占战术制高点。
“我国激光技术与信息应用2035 发展战略研究”课题组
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 7-13 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.002
激光技术自发明以来，就开始广泛应用于信息领域。激光技术促进了信息技术突飞猛进的发展，已是当今信息科技发展的主要动力。“我国激光技术与信息应用2035 发展战略研究”是中国工程院设立的重点咨询项目“我国激光技术与应用2035 发展战略研究”的课题之一，旨在对我国激光技术在信息领域的应用及相关产业发展情况开展全面研究，凝练信息领域激光技术的发展趋势，提出能够促进该领域发展的合理建议。本文通过介绍光通信、激光显示、光存储、光传感等几个激光技术在信息领域的主要应用，对其国内外研究和发展现状、主要关键技术、国内外产业发展情况进行了深入分析，研究提出：确立研究方向重点，布局核心技术开发；搭建产业创新平台
王天枢,林鹏,董芳,刘显著,马万卓,付强
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 92-99 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.014
空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术，具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络，系统梳理了国内外空间激光通信技术在星地、星间、空地、空空等链路的研究与试验验证的发展情况，总结了激光通信技术在捕获跟踪、通信收发、大气补偿和光机设计等方向的关键技术研究热点在此基础上，面向未来需求，归纳了空间激光通信技术在高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5 个方面的发展趋势。为进一步推动空间激光通信技术研究和产业化的发展，本文从实施基础研究计划、重视核心元器件研发、积极参与国际技术标准的制定以及引导相关产业发展4 个方面提出了发展建议，以期更好地促进我国空间激光通信技术的成果转化和应用
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