凯普林公司自主研发先进技术——激发“一束光”的高能

　　在日前举行的第十八届慕尼黑上海光博会上，一款150千瓦超高功率光纤激光器引人注目。该产品具备切割400毫米厚板材的能力，可替代传统的火焰切割，其强大功率能够提升切割效率和加工质量，满足高端制造需求。

　　这款产品由北京凯普林光电科技股份有限公司（以下简称“凯普林”）研发制造。凯普林成立于2003年，始终坚持研发自主可控的激光先进工艺和技术，建立起多个生产基地和研发中心，为全球客户提供激光产品及解决方案，逐步成长为国家级专精特新“小巨人”企业。

　　激光是20世纪人类最重大的发明之一，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”，在高端制造领域应用日益广泛，发挥着越来越重要的作用。凯普林是国内较早开始探索激光技术的企业，通过研发领先的技术与产品打造核心竞争力，不断开拓市场空间。

　　“公司成立之初，认真研究激光技术发展趋势及应用领域，找准切入点，集中科研力量攻克了光纤耦合半导体激光器的量产难关，成为激光牙科领域供应商。同时，公司开发出微型牙科激光光源、光纤组件等定制化应用解决方案，提供差异化产品服务。”凯普林半导体事业部轮值总经理郎超告诉记者，此后，公司根据制版印刷、精密加工、传感检测等领域需求，有针对性地研发出相关激光器技术和产品，逐渐在市场上占据一席之地。

　　虽然发展势头良好，但凯普林深知，企业要想走得更长远，就要勇于突破“旧框框”、走出“舒适区”。立足于具备自主知识产权的激光技术，凯普林向更具市场前景的光纤激光器和超快激光器领域进发。

　　手持激光焊接设备是近年来激光设备增长量较快的细分领域，与传统焊接设备相比，具有高效、节能、环保等优势。针对这一市场，凯普林潜心钻研，推出搭载先进技术的“闪电”系列光纤激光器产品，凭借小型化、轻量化、智能化优势，赢得用户认可。截至去年年底，该系列产品销量突破5万台。

　　超快激光作为激光产业的前沿发展方向，市场潜力巨大。凯普林持续开展技术攻关，研发了皮秒、飞秒和纳秒等超快激光器产品系列，主要应用于光伏电池、消费电子、精密加工等领域的脆性材料加工。

　　在不断拓展市场的过程中，凯普林蹚出独有的技术路线，产品线不断丰富，应用日益广泛，在一些细分领域逐步拥有了领先的竞争优势。

　　对凯普林来说，自主创新是生存和发展的重要基石。多年来，公司保持每年科研投入不低于营业额的10%，并在天津、深圳等多地设立研发生产中心。截至2023年底，公司拥有专利约180项，多次牵头或参与国家科技重大专项。

　　与办公区一路之隔的院子里，凯普林建造了一条“麻雀虽小，五脏俱全”的小型生产线。光纤耦合测试、老化测试、封装测试……公司员工在一丝不苟地操作设备。“这条生产线主要用于新品试制。制造半导体光源需要把多个激光芯片发出的光耦合进比头发丝还细的光纤里，变成可利用的工具，工程属性极强。”郎超介绍。

　　展柜中，陈列着凯普林的主要产品。其中，外观像小盒子一样的泵浦源并不起眼，却决定着激光器产品的核心性能。“如果把光纤激光器比作整套激光加工系统的心脏，那么泵浦源则相当于光纤激光器的心脏。”光纤事业部轮值总经理赵巨云说，凭借研发优势，公司实现泵浦源多项技术突破，开发了从低功率到高功率全系列泵浦源产品。泵浦源技术自主可控、更新迭代，为公司激光器产品推陈出新提供了源源不断的动力。

　　小产品蕴藏着大能量。长期以来，大型高功率激光设备将激光“困”于硕大体型中。因此，激光技术发展史就是一部“小型化”的演进史。“小”意味着高集成、高效率以及低功耗、低成本。凯普林能做到产品更小、更有力量，是通过芯片一体化技术来实现的。

　　“芯片一体化技术是将芯片、热沉结构、泵浦模块与激光器进行一体化设计，是公司推动光纤激光器高功率、轻量化、高效率、高稳定性的独创核心技术。”赵巨云说，该技术在泵浦源轻量化、高性能的基础上，结合密集空间排列、光纤包层光剥离等技术，实现减重和光电功能有效融合，促进了激光器设计制造优化。

　　“要实现自主创新，就要敢于探索新路径，在独创独有上下功夫。正因为我们既生产泵浦源，又生产激光器，才能将独立的零件像搭积木一样拼接起来，为客户提供定制化产品及完整的产品解决方案。”郎超说，凭借高度集成化和模块化设计，公司根据市场需求，对泵浦源、热控管理、电控系统及软件控制等进行全面优化升级，实现激光器产品“缩骨”“瘦身”，机身体积、重量均大幅减少，有的产品机身缩小约91%，有的产品减重约81%。

　　在北京进行研发设计、小批量试产，在天津开展大规模生产……如今，凯普林的产品销往60多个国家和地区，广泛应用于科学研究、医疗健康、精密加工、消费电子、新能源等领域。

　　随着我国经济转向高质量发展阶段，处于转变经济发展方式、优化经济结构、转换增长动力的关键时期，制造业对自动化、智能化生产的需求日益增长，推动激光切割产业高速发展。“国内激光产业相关企业数量增加、产品性能提高，激光设备正深刻改变着高端制造业。”赵巨云说，比如，以前，工人学习传统的氩弧焊技术需要五六年时间才能出师，通用性较差；现在，手持激光焊接设备可自主选择工艺参数，工人培训一周即可操作。

　　针对激光产业发展趋势，凯普林紧盯前沿领域，加大技术创新力度，不断提高产品硬实力。赵巨云告诉记者，为了提高激光切割效率，公司研发高功率光纤激光器，用于超厚板材切割，将逐步替代等离子、火焰等传统工业切割方式；立足于自身在封装、耦合等方面的技术优势，公司推出能产生高能量激光束的激光器，具有精准切割、焊接、打标等功能；根据脆性材料和柔性材料精细加工的要求，公司研发的超快激光器实现高精度、高效率加工，确保超薄玻璃无微裂纹和暗裂纹。

　　致力于用激光技术服务千行百业，凯普林不断加快发展步伐。在天津生产基地，2021年建成投产的自动化工厂产能约1万台整机，二期工厂建成在即，三期工厂即将破土动工。未来，天津工厂总产能达3万至4万台整机。

　　凯普林超快事业部副总经理王铁男说，公司将通过持续不断的科技创新保持竞争优势，进一步拓展先进技术在激光器领域的应用，脚踏实地向着“全球激光解决方案领跑者”的目标前行。 （经济日报记者 杨学聪）