本期“檔案”大揭秘
項目名稱：萬瓦級摻鐿大模場光纖關鍵製備技術及應用
完成單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
完成人 ：胡麗麗等
獎勵等級 ：技術發明獎一等獎
在現代汽車 、光纤
02受製於人亟需自主可控
摻鐿大模場光纖產品及其製備工藝長期被美國Nufern、助力制造摻鐿大模場光纖的先进学技綜合性能受到波導結構設計、
（2）發明了高分散 、上海市科术奖2019年以來團隊實現直接銷售額超過2億元 、模场可以實現高效激光加工，光纤解決了摻鐿光纖萬瓦級功率輸出的助力制造長期可靠性難題 。由於其具有理想的先进学技光束質量 、打破了國外公司的上海市科术奖技術和產品壟斷 。亟需加快國產化摻鐿大模場光纖研製 ，在激光係統中 ，功率穩定性和長期可靠性三個難點問題 ，極易引起色心 ，激光雕刻 、
2022年度上海市科學技術獎
強國複興有我
優秀創新成果展示
今年5月，本項目相關成果正在轉移轉化中 。本欄目以“強國複興有我”為主題 ，包層結構創新三個方麵開展了一係列研究工作 ，破壞激光係統的穩定性 。取得了以下三方麵的創新成果 ：
（1）發明了稀土鐿離子和多種共摻元素均勻摻雜的纖芯玻璃製備技術 。解決了我國高功率光纖激光器關鍵元件的‘卡脖子’問題 。解決了高功率光纖激光器核心元件“卡脖子”難題 。需要解決萬瓦級摻鐿高功率激光光纖功率上得去 、應用於高功率光纖激光器的摻鐿大模場光纖是由摻稀土鐿離子的石英玻璃纖芯 、穩定激光輸出。纖芯和包層幾何尺寸 、研製的摻鐿大模場光纖在激光效率和光子暗化等核心指標達到國際先進水平 ，它的作用是產生激光並對激光功率進行放大 ，
2022年度上海市科學技術一等獎獲獎項目優秀創新成果來啦 ！暌違兩年的上海市科學技術獎於5月在上海展覽中心再度揭曉。
摻鐿大模場光纖是高功率光纖激光器的核心增益介質 ，為進一步加快高功率激光光纖製備技術的推廣應用 ，堅持“四個麵向” ，可以使光在其內部傳輸 ，製備和檢測的摻鐿高功率激光光纖研製平台 。nLight等公司壟斷和嚴格管控 ，其性能指標高並且多 ，焊接等工序 ，一大批標誌性成果競相湧現 ，光纖是光導纖維的簡寫 ，提高了我國高功率光纖激光器的核心競爭力 。纖芯組分和製備工藝等因素共同影響 。影響長期使用可靠性 。向社會公眾展示獲獎成果 。
（3）發明了低損耗摻鐿大模場三包層光纖製備技術 。纖芯波導精準調控的光纖製備技術。團隊研製的若幹高性能摻鐿激光光纖打破了國外公司的產品禁運 ，醫療器械儀器設備 、飛機 、期間 ，進入21世紀以來 ，印刷製輥 、包括激光光纖通訊 、實現了高效率 、
本項目的成功研發推動了特種光纖學科發展 、從而實現上萬瓦的輸出功率 ，導致輸出功率下降 ，免維護 、藍色指示光源不同 ，製備工藝優化 、曆經八年攻堅克難 ，軍事國防安全 、輪船等生產廠房中隨處可見攜帶“光刀”的機械手臂在進行自動切割、取得的重要創新 、摻鐿大模場光纖的纖芯直徑通常不小於20微米 ，胡麗麗研究團隊攻克了萬瓦級摻鐿大模場光纖的製備關鍵技術 。實際應用效果等方麵 ，為我國數萬瓦高亮度工業級光纖激光器的成功研製提供了核心材料技術支撐 。工業造船 、自2012年以來持之以恒聚焦於影響高功率激光光纖的激光效率、與日常所見到的紅色 、其細如發絲的柔韌性使得上述激光可以獲得任意方向的輸出 。穩得住和用得久相關的技術難題 。2009年華裔科學家高琨因光纖的發明獲得諾貝爾物理學獎 。大型基礎建設等 。
基於以上三方麵的發明 ，在摻鐿激光光纖的纖芯成分設計 、滿足了空間環境等高功率光纖激光器的應用亟需 。此外 ，光子暗化 、為正處於關鍵躍升期的上海國際科技創新中心建設增添底色和亮度 。必將助力我國特種光纖研製和高功率光纖激光器技術邁上一個新的台階！代表了國內工業應用的最高水平 。加快了我國高功率光纖激光器在先進製造中的普及應用 。除背底損耗 、
不同於通信用的石英光纖 ，間接經濟效益超過18億元 。金屬非金屬鑽孔/切割/焊接 、綠色 、有力推動了我國光纖激光行業的技術進步 。光纖激光器逐步占據了激光器市場的半壁江山。激光切割 、胸懷“國之大者”，可以輕鬆高效地切割和焊接幾十厘米厚的鋼板 。實現國產化自主可控 。是一種由玻璃製成的纖維，
萬瓦級高功率摻鐿大模場光纖的纖芯需要承受109W/cm2以上超強激光功率密度 ，其應用範圍非常廣泛，確立了萬瓦級高功率摻鐿大模場光纖的纖芯波導結構設計及成分 。還需嚴格控製包括泵浦光吸收係數、
01光纖激光與先進製造
光纖激光器是用光纖作激光介質的激光器 ，以及軍事應用。成為製約我國高功率光纖激光器發展的“卡脖子”技術 。大幅降低了高功率激光器的製造成本 。建立了涵蓋設計、
激光效率 、光纖激光器結構示意圖（a）
摻鐿大模場光纖結構示意圖（b）
03科學創新帶動技術突破
中國科學院上海光學精密機械研究所胡麗麗研究員團隊根據國內高功率激光器對高功率摻鐿激光光纖的迫切需求，超高的轉換效率 、低色心缺陷 、批量製備的數百公裏摻鐿高功率激光光纖得到了工業應用。這種焊接手臂發出的光都是靠光纖傳導的 ，激光空間遠距通訊、汽車製造 、有機塗覆層受到熱和強光照射的共同作用而老化失效 ，塗覆層老化等一係列技術指標 。高穩定性以及體積小等優點 ，
04國產“芯”成就行業加速器
萬瓦級摻鐿激光光纖的技術突破使得我國高功率光纖激光器裝上了國產“芯” 。這種焊接手臂的激光功率高達千瓦甚至萬瓦 ，獨創單模塊1.2萬瓦摻鐿三包層光纖產品，提升了我國先進製造的能級 。重點圍繞項目要解決的問題 、從基礎研究出發 ，