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115个行业代表，145个创新产品，170个申报项目，在中国激光产业创新贡献奖组委会主办的2021年“红光奖”入围企业申报的创新产品和项目中，我们深刻感受到了“光智制造时代”下行业的创新活力，也清晰地看到了中国激光产业的发展、产品创新、企业贡献和产业环境的变化。

过去一年，激光行业涌现出哪些优秀的产品和解决方案？ 哪些公司取得了令人瞩目的增长？ 《激光制造网》专题栏目将为您解读入围本届“红光奖”的115家企业的核心技术和硬核产品，以彰显行业创新活力，启迪新未来用于激光智能制造。

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让创新被看到，贡献被铭记！ 今天，与大家分享入围单位深圳理工大学申报的项目，对单位先进技术有更深入的了解：

01

百瓦级紫外皮秒工业激光器

宣布奖项：

“红光奖”2021年工业激光创新贡献奖

特征：

大功率、长寿命、高效率。

创新与突破：

该产品由深圳科技大学阮双臣教授团队、大族激光科技产业集团有限公司、福建富晶科技有限公司共同完成。

百瓦级紫外皮秒激光器采用多项自主创新技术：提出了行波多程放大结构和新型多级光纤/固体混合放大技术； 采用非布儒斯特切角晶体三频技术； LBO晶体揭示紫外光损伤机理； 自主研发的高稳定性皮秒激光种子源。 开发了一系列工业级355nm紫外激光器。 攻克制造工艺和工程技术难题，将紫外波长转换效率提高到35%以上，非线性晶体单点寿命超过10000小时（国际平均水平为2000小时），最大激光输出功率达到105W （8ps）。

市场前景：

为打破国外对高功率紫外激光器技术的长期封锁，聚焦高功率长寿命紫外激光器及工业应用领域的关键共性技术，深圳科技大学阮双臣教授团队与大族激光科技产业集团有限公司、福建福晶科技股份有限公司等密切合作，历时10余年的自主研发和技术攻关，开发出高功率紫外激光器，实现了国产系列工业级高功率系列紫外固体激光器的产业化应用，填补了国内空白。

02

高能Yb:KGW固态飞秒激光放大器

宣布奖项：

“红光奖”2021年超快激光创新贡献奖

产品描述：

用途：作为高能超短脉冲激光放大的前置放大器； 用于加工高硬度材料，如涡轮叶片钻孔； 用于水泵检测； 结合非线性压缩技术实现高能少周期超短脉冲输出，开展强场物理实验研究等。

特征：

本产品是由半导体激光器泵浦的全固态飞秒激光系统。 它具有脉冲能量高、脉宽窄、结构紧凑、电光效率高、成本低等优点。 它是超快激光应用的强大工具。

创新与突破：

基于半导体激光泵浦的全固态激光系统具有结构简单、体积小、电光效率高、成本低等优点。 其中，基于镱（Yb）离子的激光增益介质具有较大的发射带宽，可以支持飞秒激光的直接产生和放大输出。 但这类晶体在室温下为准三能级结构，需要高功率密度泵浦。 其低增益使得激光脉冲在通过再生放大器时需要多次通过激光晶体，造成严重的增益窄化。 而且，更高功率密度的泵浦使得激光晶体的热透镜效应非常严重，难以补偿。

本产品基于串联的双晶再生放大结构。 两个 Yb:KGW 晶体的轴正交放置在再生腔中。 赔偿; 基于两个晶体热透镜的相互补偿，激光晶体处的光斑尺寸在较大的热透镜变化范围内基本保持不变，支持高功率密度泵浦。

03

掺铥光纤激光泌尿系统治疗仪

宣布奖项：

“红光奖”2021年度“黑科技”科技创新奖

项目概况：

主要用途：增生组织切除术、泌尿系统碎石术。

该项目前期研发投入约150万元，解决了大功率793nm泵浦半导体激光器同步高速调制、掺铥低损耗熔接问题光纤，以及输出激光和小直径医用光纤的低损耗空间耦合问题。 同时开展了初步的体外碎石实验，建成了两套掺铥光纤激光泌尿系统治疗仪样机。

项目团队长期从事高功率近中红外光纤激光器及激光应用研究，密切关注该领域的研发动态。 项目团队实现了数百瓦连续、纳秒和皮秒掺铥光纤激光器输出，300W皮秒近红外固态激光器输出，100W皮秒紫外激光器输出。 项目团队共12人，其中教授3人，高级工程师1人，专职研究员2人，助理教授2人，中级工程师1人，实验员1人，博士后1人，实验室秘书1人，博士10人。 硕士研究生2人。 团队成员涉及光学工程、机械设计、电路与控制、多物理场有限元仿真、泌尿外科碎石专家等。本项目组合作团队深圳市人民医院泌尿外科，结合高频率、频繁深圳结石的发病率，以泌尿系结石亚专科的发展为重点，治疗方法和方法进步很快。 内窥镜手术是临床的常规手术。 年经皮肾镜、输尿管镜手术量超过300例。 针对不同的结石采用弹道碎石、钬激光碎石、超声碎石等多种治疗方法。 手术水平、临床治疗效果在国内处于领先地位。 为本项目的碎石试验研究提供了丰富的经验和指导。

本项目依托项目团队所在的深圳科技大学“广东省普通高校先进光学精密制造技术重点实验室”和深圳市人民医院泌尿外科。 “广东省高校先进光学精密制造技术重点实验室”拥有光谱仪、功率计、光束质量分析仪、光纤熔接机、光纤镀膜机、光谱分析仪、示波器、高速相机、高分辨率显微镜、铥-红外测温仪、光纤研磨机等掺杂光纤激光器生产及检测设备； 扫描电子显微镜、拉曼光谱仪等，可为碎石的微观形貌和成分分析提供必要的支持； 深圳市人民医院泌尿外科是深圳市优势医学重点学科（群），拥有输尿管镜、输尿管镜软镜、道尼尔小王子碎石机、钬激光碎石机、气动弹道碎石机、OEC等泌尿系统结石治疗设备Uroview 2800X线影像系统，在激光碎石术中手术水平和临床治疗效果处于领先地位。 国内领先，可与本项目脉冲掺铥光纤激光器进行对比实验研究，也可为本项目提供后期临床实验研究。 为本项目原型的实际应用奠定了良好的基础。

研发背景介绍：

尿路结石是最常见的疾病之一，也是泌尿外科疾病中的疑难病症。 近年来，尿路结石的发病率逐渐升高，并呈年轻化趋势。 尿路结石的防治任重而道远。 与传统的体外冲击波碎石和气压弹道碎石相比，钬激光碎石具有伤口愈合快、止血效果好、手术不出血、视野清晰、激光可通过光纤传输、微创或无创等优点可实现手术、安全 先进等优点。 然而，广泛应用的钬激光碎石术效率低，激光维护成本高。 与波长为2120nm的钬激光器相比，波长为1940nm的掺铥光纤激光器更接近水的吸收峰，重复率可大范围调谐，光束质量高。 高效碎石有望成为下一代临床碎石激光光源。 国内该波段激光光源技术发展滞后，商业化产品单一，对此类激光碎石的研究尚属空白。 因此，基于掺铥光纤激光器的碎石技术成为国际研究和应用的热点。 该技术以自主研发的高功率掺铥光纤激光器为基础，设计了一种可用于泌尿系统碎石治疗装置，为高效免维护激光碎石提供了新的技术途径。 同时，它可以连续工作，可以进行前列腺等增生组织的切除。

创新与突破：

本项目产品涉及激光医疗领域，尤其是激光泌尿系统碎石术和增生组织切除术。 目前临床上多采用固态掺钬激光器，技术相对成熟，但碎石效率低，光斑大。 管径大，维护费用高，并有一定的术后并发症，如输尿管狭窄、粘连等。 与波长为2120nm的钬激光器相比，波长为1940nm的掺铥光纤激光器更接近水的吸收峰，脉宽和重复频率可调范围大，光束质量高。 近年来，国外研究发现它可以提高碎石术的效率，有望成为临床碎石术的下一代激光光源。

然而，目前用于碎石研究的掺铥激光器主要集中在低重复率和大脉宽范围内。 该波段国内激光光源技术发展相对滞后，商用产品单一。 仅推出连续、低功率脉冲掺铥光纤激光器产品。 掺铥光纤激光碎石术的研究和应用尚属空白。 本项目结合课题组在掺铥光纤激光器方面的研究基础，采用脉宽和重复频率大范围可调的掺铥光纤激光器。 ，旨在解决激光碎石激光光源的关键技术瓶颈，安全高效碎石。

本项目将通过新型激光光源的研发、碎石机理的研究、基础研究成果的早期应用，促进安全高效的激光碎石技术的发展，促进激光碎石的普及在我国发展中红外光纤激光器具有一定的基础研究意义和潜在的应用价值。

市场前景：

至于泌尿系统掺铥光纤激光治疗仪，目前市场上只有连续输出，而且只用于增生组织的切除，没有用于碎石的相关产品。 结石是泌尿系统最常见的疾病之一，也是泌尿外科疾病中较为复杂、疑难的疾病之一。 例如，肾结石是泌尿系统中最常见的结石类型。 不及时治疗的肾结石会对人体肾功能造成一系列危害，引起尿路梗阻，给患者带来不小的痛苦。 它会影响人体的其他功能，例如肾功能的丧失。 严重时可引起尿毒症。 长期得不到治疗的肾结石最终会发展成肾功能衰竭，危及患者的生命。 此外，结石通常携带多种病原体，长期存在易导致肾脏感染、肾积水、肾积脓，严重者可引起败血症，严重影响人们的身体健康和生活质量。 中国人口众多，肾结石患者众多。 广州医科大学附属第一医院曾国华教授牵头的一项覆盖全国的横断面流行病学研究表明，中国成人肾结石患病率为5.8%，其中男性患病率为6.5%，而女性患病率为5.1%。 同时指出，由于气候原因，华南和西南地区肾结石患病率明显高于华北和西北地区，其中华南地区患病率最高，为7.2%。 . 据深圳相关医院的泌尿科医生介绍，60%的泌尿系统疾病患者都是肾结石患者。 发病人群一般在20-50岁之间，男性发病率高于女性。 近年来光源 光纤光谱仪 报价，肾结石的发病率逐渐升高，而且发病呈年轻化趋势。 有证据表明，儿童发病率也在逐年上升。 可见，肾结石的防治任重而道远。

目前，激光碎石相关设备的成本较高。 进口钬激光产品价格在250万左右，国内普及率低。 只有少数三级医院有这样的设备。 大多数碎石术仍然使用超声碎石术和气动弹道碎石术。 碎石术不完整且容易复发。 本项目研制的掺铥光纤激光治疗仪具有高峰值功率、高调制频率，可实现碎石粉碎，大大提高碎石效率。 激光器采用全光纤结构光源 光纤光谱仪 报价，更加稳定紧凑，降低后期维护成本。 成熟后，预计售价将控制在100万元以内，为国内大部分医院所负担得起，具有巨大的经济效益和社会效益。

关于“红灯奖”

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