中国是否准备好了进入光学时代

中国是否准备好了进入光学时代

纵观人类文明的发展史，科学技术革命“是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”，主要是通过促进人们的生产方式、生活方式和思维方式的变革来推动社会的发展。

人类社会从原始社会发展到今天，大致可以分为农耕文明和工业文明。根据马克思历史唯物主义的哲学体系，“生产力与生产关系的矛盾，是推动人类社会发展的基本动力”，而且认为生产力的三要素分别为：以生产工具为主的劳动资料；引入生产过程的劳动对象；具有一定生产经验与劳动技能的劳动者。笔者客观的认为，劳动资料和劳动对象的核心内容应该是生产方式。

从生产方式的角度来看待科技工业革命，农耕文明是以“力加工”的生产方式，影响了人类社会几千年；值得人类自豪的工业文明，也分别经历了三次科技工业革命，笔者客观的从加工方式的角度进行分类，分别认为是：火加工、电加工和光加工。为什么这么分类呢？

综合来看三次科技工业革命主要标志：第一次是18世纪60年代蒸汽机的广泛应用，火加工生产工具的出现；第二次是19世纪70年代电力的广泛应用，电加工生产工具的出现；第三次是20世纪50年代在原子能技术、电脑技术、空间技术、激光技术和生物学技术等领域取得的重大突破，光加工生产工具的出现。

以光加工为表现形式的第三次工业革命，通过新型的激光核聚变技术(原子能技术)、光子电脑技术(电脑技术)、激光通信技术、激光测量技术、激光加工技术、激光增材制造技术、激光生物学技术等等，正推动着国际经济格局的调整。科学技术的发展，使世界各国经济相互依存更加紧密，科学技术的竞争也进一步扩大了发达国家同不少发展中国家的经济差距。因而，第三次科技革命对每一个发展中国家，特别中国来说，既是机遇，又是挑战。

激光是20世纪以来，继原子能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、 “最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。激光的原理早在 1916年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现，但直到 1960 年激光才被首次成功制造。

激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展。激光可使人们有效地利用前所未有的先进加工方式，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的飞速发展。

激光已在人类社会发展中发挥了三个不可替代的作用：

1、已全面渗透到交叉学科中，催生了光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光打标、激光切割、激光焊接、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、激光通信、激光生物学、激光医学、激光微制造、激光3D列印等几十个新学科。

2、在各国经济发展中发挥着不可替代的作用，2010年美国评估了工业制造、交通运输、生物医药、信息通信等领域由激光科技应用拓展形成的经济贡献，达到7.5万亿美元；

3、在世界各国国家安全和国防现代化中发挥不可替代的作用。

激光器由激励源、工作物质和谐振腔三个部分构成。随着半个多世纪激光器技术的不断进步，特别是在工作物质的选择、谐振腔和激励源的结构设计、制冷散热技术、光纤耦合技术等方面的不断改善，激光器也变得电光效率更高、光束质量更好、输出功率更大、传输更加柔性、稳定性和可靠性更高。

激光器也从最开始的小功率固体激光器，经历了大功率CO2激光器、灯泵浦激光器、全固态YAG激光器、Disk激光器、光纤激光器到半导体激光器；输出方式也从光学输出、导光臂到光纤。

目前，行业内公认大功率Disk激光器和光纤激光器是市场的主流，高功率、高亮度半导体激光器是未来。特别是这些光纤输出的高功率激光器与智能机器人、自动化生产线、大数据的工艺加工技术资料库和系统解决方案模拟资料库结合，将会引领全世界的先进位造业，并将对全世界的工业智能化进程产生深远的影响。

例如，汽车零部件和整车领域的激光焊接、激光切割、自动化上下料、自动喷漆的工作站和自动化生产线；工程机械行业零部件的激光复合焊接、激光落料、自动搬运等工作站和生产线；医疗器械行业的激光维加工、激光焊接和激光切割；冶金行业的不等厚的激光拼焊生产线、钢卷线上拼焊生产线、线上激光落料系统、冶金部件轧辊等的激光再制造装备等等；石化行业各类装备的激光焊接、激光切割、激光再制造等等；航空航天领域的激光焊接、三维激光切割、激光增材制造等等；电子电器、光伏、显示面板等等行业激光维加工生产线(激光打标、激光划线、激光刻蚀、激光打孔等等)

激光加工技术作为先进位造产业的核心加工方式，凭藉其高效率、高质量、污染小、节能环保、自动化程度高等优点正逐渐替代传统的加工制造方式。

目前，德国、日本和美国成为激光产业的主导国家，并产生了诸如通快公司、罗芬公司，相干、光谱物理、IPG等著名公司，几乎垄断了国际市场。2013年，我国激光市场已突破200亿元规模，近几年年均增长率约18%～22%，已经成为最大的世界激光加工产品市场。

同时，随着我国重大基础设施和重大科技专项的不断发展，激光技术正在向多个领域渗透和扩散，市场潜力巨大。然而，我国大部分激光企业缺少自主创新和核心技术，大都采取进口激光器及零部件进行简单粗放的集成；激光加工工业基础水平也比较低，正面临着快速发展和不断创新的局面。未来通过提升核心器件的自主研发能力，和提高激光加工工艺的技术水平，将给我国的激光企业提供更多的发展机会。

人类社会将迈入光的世界，以光加工为表现形式的第三次工业革命即将到来，中国准备好没有？