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“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。
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。
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
“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，提高技术创新水平；注重知识产权保护，加强高端人才培养；引导“政产学研”协同，促进成果转化合作；加大政策扶持力度，引导行业健康发展；发挥产业集聚优势，增强企业竞争能力。
范元媛,周翊,郭馨,王倩,金春水,楼祺洪
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 29-34 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.005
准分子激光具有波长短、能量大等特点，在集成电路光刻、材料加工、医学、科研等领域具有重要的应用。与国外先进水平相比，我国高端准分子激光技术仍存在较大差距。本文首先简要介绍了准分子激光的特点和发展历史，然后分析了国内外准分子激光技术及相关典型应用的发展现状及需求，之后提出了我国准分子激光技术发展的主要问题。最后，针对相关问题及需求，建议未来重点在基础共性技术研究（高性能高端深紫外波段元器件设计、制备与性能表征研究，放电动力学等基础理论及验证研究等）、长脉冲、高重频、大能量/ 功率技术、新兴或潜在应用领域及衍生技术等研究方面继续加大加深研究力度，为我国准分子激光的自主可控发展奠定基础。
关键词： 激光器，准分子激光技术，材料加工
唐晓军,王钢,刘娇,耿林,姜东升
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 49-55 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.008
激光推进、激光传能等重大科研方向对高亮度固体激光器技术提出了重大需求，使得相关研究持续成为国际关注焦点。本文阐述了高亮度固体激光器技术的宏观需求，梳理国内外的技术研究现状并总结发展趋势，凝练技术进一步发展所面临的问题；据此完成高亮度固体激光器的关键技术分析，并结合国情提出未来发展建议。板条激光器和光纤激光器由于具有突出优点成为研究热点，在单台激光器输出功率不断提升的同时，可配合光束合成方法来实现高亮度激光输出。研究表明，应着重推动新型激光材料、高端半导体激光泵浦源、高精度封装工艺、自适应光束控制、光束合成关键器件等方面的技术攻关，尽快形成核心技术体系；科学布局以表层增益板条激光器技术为代表的、具有良好发展潜力的固体激光器技术研究课题，加强共用基础技术研究与积淀，为未来固体激光器输出亮度、转换效率、功率质量比的持续提升奠定坚实基础。
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。
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
杜彦良,张文涛
《中国工程科学》 2009年 第11卷 第10期 页码 61-66
针对重载铁路运行安全监测的迫切需求，提出了一种基于光纤激光传感器的重载铁路在途安全状态监测技术。在给出了光纤激光传感器基本原理与在途安全状态监测技术方案的基础上，指出了其中需要重点解决的关键技术，并给出了具体的实现方案。主要包括：高性能光纤激光振动传感器技术，高精度波长解调技术以及危险状态模式识别技术等。最后，给出了该监测技术的系统实现方案。
周建忠,张兴权,王广龙,杨超君,张永康
《中国工程科学》 2005年 第7卷 第11期 页码 94-97
激光喷丸塑性成形金属板料是从激光强化发展起来的新技术。当激光诱导冲击波的峰值超过材料的 动态屈服极限时，板料冲击区的表层发生微观塑性变形，导致了板料厚度方向上不均勻应力分布，使板料发生 宏观变形。不同的激光脉冲参数在板料内部产生不同的残余应力，不同的残余应力使板料发生不同的变形，通 过控制喷丸的工艺参数来控制板料内部应力场的精确分布，就可实现板料的精确变形。
高伟男,许祖彦,毕勇,袁园
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 85-91 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.013
随着信息技术的不断发展，信息化时代已经来临，显示作为人机信息交互环节最重要的信息输出终端，已经遍及人们生活的各个方面。当今时代显示技术层出不穷，都以实现超高分辨率、大尺寸、真色彩的极致画面显示，满足人们追求极致美好视觉的需求为发展方向，目标就是实现高保真图像再现。激光显示是采用三基色激光作为显示光源的新型显示技术，可以实现双高清（几何/ 颜色）、大色域、高观赏舒适度的“冲击人眼视觉极限”高保真图像再现，被视为显示产业转型升级的重要方向之一本文立足新形势下显示产业自主可控安全发展的需求，详细论述了激光显示技术和产业特点，梳理和总结了本领域发展现状、趋势和短板问题，凝练出激光显示产业发展路线图，建议我国应抓住这一大好机遇，加大关键核心技术攻关，自主可控加速将激光显示产业发展壮大，支撑下一代显示产业的高端市场，并开拓出激光显示规模产业集群。
关键词： 激光显示，双高清，大色域，高观赏舒适度
张群莉,王梁,梅雪松,姚建华
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 71-77 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.010
激光表面改性技术利用高能量密度的激光束对零部件局部易损易耗区域进行快速处理，获得材料表面所需性能，进而大幅延长零部件使用寿命，已在航空航天本文针对激光冲击强化、激光淬火、激光熔覆3 种典型的激光表面改性技术，梳理了相应技术特点及国内外应用现状，凝练我国相关技术领域面临的差距与问题，总结激光表面改性技术的重点发展方向：专用合金材料制备、多能场激光复合表面改性、面向现场的激光再制造、激光冲击强化控形控性、激光表面改性智能化、激光表面微结构化。从政府引导、国产化创新、产业链完善、质量评价标准体系、人才培养等方面提出发展建议，以期为我国激光表面改性技术发展提供参考借鉴。
李鹏,黎明,吴岱,周征,唐淳
《中国工程科学》 2020年 第22卷 第3期 页码 35-41 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.03.006
自由电子激光（FEL）光源是一种基于电子直线加速器的大型科研装置，广泛应用于凝聚态物理、先进材料与表面物理、原子分子物理、化学、生物等基础科学研究FEL 技术的进步将促使光源向更高功率和更短波长发展，以满足日益增长的用户需求。本文从FEL 的技术特点出发，论述了技术发展的必要性，研判了现阶段国内外FEL 技术发展现状并凝练我国领域发展面临的问题。研究提出了我国FEL 技术的发展思路，在2035 年前着力在长波波段FEL、X 射线FEL、新型FEL、基于FEL 的极紫外（EUV）光刻光源等方面取得突破。
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