中國(guó)是否準(zhǔn)備好了進(jìn)入光學(xué)時(shí)代

縱觀人類(lèi)文明的發(fā)展史，科學(xué)技術(shù)革命“是一種在歷史上起推動(dòng)作用的、革命的力量”，主要是通過(guò)促進(jìn)人們的生產(chǎn)方式、生活方式和思維方式的變革來(lái)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

人類(lèi)社會(huì)從原始社會(huì)發(fā)展到今天，大致可以分為農(nóng)耕文明和工業(yè)文明。根據(jù)馬克思?xì)v史唯物主義的哲學(xué)體系，“生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的矛盾，是推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的基本動(dòng)力”，而且認(rèn)為生產(chǎn)力的三要素分別為：以生產(chǎn)工具為主的勞動(dòng)資料；引入生產(chǎn)過(guò)程的勞動(dòng)對(duì)象；具有一定生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與勞動(dòng)技能的勞動(dòng)者。筆者客觀的認(rèn)為，勞動(dòng)資料和勞動(dòng)對(duì)象的核心內(nèi)容應(yīng)該是生產(chǎn)方式。

從生產(chǎn)方式的角度來(lái)看待科技工業(yè)革命，農(nóng)耕文明是以“力加工”的生產(chǎn)方式，影響了人類(lèi)社會(huì)幾千年；值得人類(lèi)自豪的工業(yè)文明，也分別經(jīng)歷了三次科技工業(yè)革命，筆者客觀的從加工方式的角度進(jìn)行分類(lèi)，分別認(rèn)為是：火加工、電加工和光加工。為什么這么分類(lèi)呢？

綜合來(lái)看三次科技工業(yè)革命主要標(biāo)志：第一次是18世紀(jì)60年代蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，火加工生產(chǎn)工具的出現(xiàn)；第二次是19世紀(jì)70年代電力的廣泛應(yīng)用，電加工生產(chǎn)工具的出現(xiàn)；第三次是20世紀(jì)50年代在原子能技術(shù)、電腦技術(shù)、空間技術(shù)、激光技術(shù)和生物學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域取得的重大突破，光加工生產(chǎn)工具的出現(xiàn)。

以光加工為表現(xiàn)形式的第三次工業(yè)革命，通過(guò)新型的激光核聚變技術(shù)(原子能技術(shù))、光子電腦技術(shù)(電腦技術(shù))、激光通信技術(shù)、激光測(cè)量技術(shù)、激光加工技術(shù)、激光增材制造技術(shù)、激光生物學(xué)技術(shù)等等，正推動(dòng)著國(guó)際經(jīng)濟(jì)格局的調(diào)整。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)相互依存更加緊密，科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)一步擴(kuò)大了發(fā)達(dá)國(guó)家同不少發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)差距。因而，第三次科技革命對(duì)每一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，特別中國(guó)來(lái)說(shuō)，既是機(jī)遇，又是挑戰(zhàn)。

激光是20世紀(jì)以來(lái)，繼原子能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類(lèi)的又一重大發(fā)明，被稱(chēng)為“最快的刀”、 “最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”。激光的原理早在 1916年已被著名的美國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)，但直到 1960 年激光才被首次成功制造。

激光是在有理論準(zhǔn)備和生產(chǎn)實(shí)踐迫切需要的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，它一問(wèn)世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展。激光可使人們有效地利用前所未有的先進(jìn)加工方式，去獲得空前的效益和成果，從而促進(jìn)了生產(chǎn)力的飛速發(fā)展。

激光已在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了三個(gè)不可替代的作用：

1、已全面滲透到交叉學(xué)科中，催生了光纖通信、激光光譜、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光打標(biāo)、激光切割、激光焊接、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、激光通信、激光生物學(xué)、激光醫(yī)學(xué)、激光微制造、激光3D列印等幾十個(gè)新學(xué)科。

2、在各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，2010年美國(guó)評(píng)估了工業(yè)制造、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)藥、信息通信等領(lǐng)域由激光科技應(yīng)用拓展形成的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，達(dá)到7.5萬(wàn)億美元；

3、在世界各國(guó)國(guó)家安全和國(guó)防現(xiàn)代化中發(fā)揮不可替代的作用。

激光器由激勵(lì)源、工作物質(zhì)和諧振腔三個(gè)部分構(gòu)成。隨著半個(gè)多世紀(jì)激光器技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是在工作物質(zhì)的選擇、諧振腔和激勵(lì)源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制冷散熱技術(shù)、光纖耦合技術(shù)等方面的不斷改善，激光器也變得電光效率更高、光束質(zhì)量更好、輸出功率更大、傳輸更加柔性、穩(wěn)定性和可靠性更高。

激光器也從最開(kāi)始的小功率固體激光器，經(jīng)歷了大功率CO2激光器、燈泵浦激光器、全固態(tài)YAG激光器、Disk激光器、光纖激光器到半導(dǎo)體激光器；輸出方式也從光學(xué)輸出、導(dǎo)光臂到光纖。

目前，行業(yè)內(nèi)公認(rèn)大功率Disk激光器和光纖激光器是市場(chǎng)的主流，高功率、高亮度半導(dǎo)體激光器是未來(lái)。特別是這些光纖輸出的高功率激光器與智能機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線、大數(shù)據(jù)的工藝加工技術(shù)資料庫(kù)和系統(tǒng)解決方案模擬資料庫(kù)結(jié)合，將會(huì)引領(lǐng)全世界的先進(jìn)位造業(yè)，并將對(duì)全世界的工業(yè)智能化進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

例如，汽車(chē)零部件和整車(chē)領(lǐng)域的激光焊接、激光切割、自動(dòng)化上下料、自動(dòng)噴漆的工作站和自動(dòng)化生產(chǎn)線；工程機(jī)械行業(yè)零部件的激光復(fù)合焊接、激光落料、自動(dòng)搬運(yùn)等工作站和生產(chǎn)線；醫(yī)療器械行業(yè)的激光維加工、激光焊接和激光切割；冶金行業(yè)的不等厚的激光拼焊生產(chǎn)線、鋼卷線上拼焊生產(chǎn)線、線上激光落料系統(tǒng)、冶金部件軋輥等的激光再制造裝備等等；石化行業(yè)各類(lèi)裝備的激光焊接、激光切割、激光再制造等等；航空航天領(lǐng)域的激光焊接、三維激光切割、激光增材制造等等；電子電器、光伏、顯示面板等等行業(yè)激光維加工生產(chǎn)線(激光打標(biāo)、激光劃線、激光刻蝕、激光打孔等等)

激光加工技術(shù)作為先進(jìn)位造產(chǎn)業(yè)的核心加工方式，憑藉其高效率、高質(zhì)量、污染小、節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)正逐漸替代傳統(tǒng)的加工制造方式。

目前，德國(guó)、日本和美國(guó)成為激光產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)國(guó)家，并產(chǎn)生了諸如通快公司、羅芬公司，相干、光譜物理、IPG等著名公司，幾乎壟斷了國(guó)際市場(chǎng)。2013年，我國(guó)激光市場(chǎng)已突破200億元規(guī)模，近幾年年均增長(zhǎng)率約18%～22%，已經(jīng)成為最大的世界激光加工產(chǎn)品市場(chǎng)。

同時(shí)，隨著我國(guó)重大基礎(chǔ)設(shè)施和重大科技專(zhuān)項(xiàng)的不斷發(fā)展，激光技術(shù)正在向多個(gè)領(lǐng)域滲透和擴(kuò)散，市場(chǎng)潛力巨大。然而，我國(guó)大部分激光企業(yè)缺少自主創(chuàng)新和核心技術(shù)，大都采取進(jìn)口激光器及零部件進(jìn)行簡(jiǎn)單粗放的集成；激光加工工業(yè)基礎(chǔ)水平也比較低，正面臨著快速發(fā)展和不斷創(chuàng)新的局面。未來(lái)通過(guò)提升核心器件的自主研發(fā)能力，和提高激光加工工藝的技術(shù)水平，將給我國(guó)的激光企業(yè)提供更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。

人類(lèi)社會(huì)將邁入光的世界，以光加工為表現(xiàn)形式的第三次工業(yè)革命即將到來(lái)，中國(guó)準(zhǔn)備好沒(méi)有？