自20世紀80年代低損耗光纖問世以來,光纖傳感技術一直處于傳感器技術發展的前沿,并在國內外引發了研究熱潮并延續至今。我國近年來尤其重視這一技術的發展,并在原理探索、應用技術研發及實用化、產業化等方面取得了諸多成果,在我國油氣能源、軌道交通、電力電網、航空航天、醫療環境等領域的應用取得了顯著進展。
近幾年,我國分布式光纖傳感器行業市場規模快速增長,從2014年的17.8億元增長到了2019年的44.4億元。今年,隨著新基建概念的提出,5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、大數據中心等項目在各地快速落地,拉動了光纖傳感產業的發展,并從中獲益。
關鍵詞6:藍光半導體激光器
工業激光器在各行業的廣泛應用已有數十年之久,現今國內市場上應用最多的是波長為紅外的光纖激光器,而作為激光顯示三基色之一的藍光激光以其波長短、衍射效應小、能量高等特性,在光信息存儲、顯示技術、通信技術、激光醫療、拉曼光譜學等領域也有較為廣泛的應用。
金屬材料的高反射率,限制了激光在電池、電子和電動汽車方面的應用。人們認為,藍光激光器將會打破這種限制。但是,目前能夠提供藍光激光器的公司國際上屈指可數,國內尚未實現產業突破。2020年,國內激光企業都在暗自研究藍光激光技術,高校也開展了相關研究。
關鍵詞7:VCSEL激光器
VCSEL是頗具發展前景的新型光電器件,也是光通信中革命性的光發射器件。VCSEL的優異性能已引起廣泛關注,成為國際上研究的熱點。這一技術早前被國外壟斷,隨著長光華芯的出現,打破了這一局面,成為了國內唯一一家研發和量產高功率半導體激光器芯片的公司。
VCSEL從誕生起就作為新一代光存儲和光通信應用的核心器件,應用在光并行處理、光識別、光互聯系統、光存儲等領域。隨著工藝、材料技術改進,VCSEL器件在功耗、制造成本、集成、散熱等領域的優勢開始顯現,逐漸應用于工業加熱、環境監測、醫療設備等商業級應用以及3D感知等消費級應用。
Yole預計VCSEL市場將從2019年的12.47億美元增長到2024年的37.75億美元,復合年增長率達31%。市場數據無疑證明了VCSEL是光子市場增長最快的細分領域之一。
關鍵詞8:空間光調制器
光調制器是高速、短距離光通信的關鍵器件,也是最重要的集成光學器件之一。空間光調制器作為一種可靈活編程控制的裝置,能夠在空間上逐像素對入射光的相位進行調制和修改,適用于光鑷、光束控制、脈沖整形、自適應光學、全息成像與數字處理等應用。尤其近年來,SLM被用來產生渦旋光束,這種帶有軌道角動量的光束可以擴大光通信系統的容量,是目前光通信領域研究的熱點。2020年,濱松光子研制出了400 GW/cm2空間光調制器,擁有世界最高耐光性能,用于高功率工業級脈沖激光加工的SLM。
關鍵詞9:雙光梳測距技術
光學頻率梳的產生是基于人們對更加準確的時間基準和在此基礎上的高精密測量技術的追求。光頻梳作為一種新型光源,由鎖模激光器產生。光頻梳作為時域和頻域的超精密“光尺”,對精密計量領域帶來了革命性的進展。
2000年,日本工業技術院計量研究所的美濃島熏(Kaoru Minoshima)教授首次提出了基于光頻梳及其倍頻光梳的絕對距離測量方法。而國內清華大學吳冠豪副教授團隊和中國科學院微電子研究所提出的“光頻梳絕對距離測量關鍵技術及應用”科技成果也通過了中國計量測試學會的鑒定。該項目成果突破了一系列關鍵技術瓶頸,形成了測量新方法和系統,研制成功了國內外首臺光頻梳絕對距離測量儀器,在航空航天、工業機器人、消費電子、精密儀器等高精尖產業領域中具有廣闊的應用前景。
關鍵詞10:激光雷達