中国工程院院士杨中民：激光产业竞争力靠核心技术、场景与标准

来源：21世纪经济报道

南方财经记者谭砚文

特种玻璃光纤被称为“光纤家族中的特种兵”，既能传输光信息，也能发光。如今，这项技术已从实验室，走进激光科学装置、工业产线等多个领域。

10月27日，2025年度广东省科学技术突出贡献奖揭晓，中国工程院院士、华南理工大学校长杨中民名列其中。他带领团队研制出高增益宽带的特种玻璃光纤，从材料设计、预制棒制备、光纤拉丝到激光器验证的完整自主技术链条由此打通，提升了我国激光装备的核心竞争力。

“核心技术买不来、讨不来，只能靠自己做出来。”日前，杨中民接受南方财经记者采访时表示。当自主创新接近尾声、全球输出刚刚开启时，中国激光产业的核心竞争力，必须从“用起来便宜”升级到“造出来别人造不了”，应攻关特种光纤、激光芯片等关键环节以掌握定价权，依托制造场景倒逼技术迭代，并推进品牌出海与标准引领。

中国工程院院士、华南理工大学校长杨中民。受访者供图。

南方财经：很多人熟悉通信用光纤，但对“特种玻璃光纤”还比较陌生。它主要是用来做什么的？团队研制出增益系数最高、增益带宽最宽的特种玻璃光纤，这意味着什么？

杨中民：通信光纤主要负责远距离、高速率传输，是传输介质，只是传输，不会发光。特种玻璃光纤不仅可以传输光信息，而且可以发光，可以理解为光纤家族中的“特种兵”——掺入不同元素，就能产生普通光纤没有的本领。它的用途比较广，核心是作为有源增益介质，实现光放大和特定波段激光输出，用于科研、医疗、精密加工等。

团队研制出高增益宽带特种玻璃光纤，是实现高性能单频连续、高重频飞秒激光的关键材料：更高的增益系数有助于在较短光纤长度上获得足够增益，更宽的增益带宽有助于拓展波长覆盖。

南方财经：过去国外长期垄断高端光纤与器件核心技术。这条完整自主技术链条的突破难在哪里？

杨中民：围绕特种玻璃光纤，我们努力打通了从玻璃组分与光纤结构设计、预制棒制备、光纤拉丝与表征，到光纤激光器验证的完整技术链路。

难点主要有几方面。一是材料设计要同时兼顾增益和带宽，而这两者之间往往相互制约。二是制备工艺窗口比较窄，高浓度掺杂、低损耗、高均匀性和批次一致性都不容易。三是从材料到光纤再到器件，性能传递会受到损耗、非线性、热效应和封装等因素影响，需要反复迭代。

通过攻克这些难题，我们才有机会实现特种玻璃光纤关键技术突破。

南方财经：未来5—10年，特种玻璃光纤最值得期待的颠覆性方向是什么？

杨中民：特种玻璃光纤的颠覆性变革是多维度的，很多方向都可能发生变化。

一是更高增益、更宽带宽仍然重要，高性能低噪声光纤激光器对相干通信、光纤传感、量子信息等有潜在价值，但增益和噪声受材料、结构、损耗、非线性等制约，很难靠单一指标突破。二是新波段、新材料体系机会较多，如中红外2—5μm、可见光等波段，氟化物、硫系、碲酸盐等软玻璃体系，以及铋掺杂、量子点等新方案。三是集成化、多功能化值得关注，特种光纤可能与无源器件、光纤传感、片上光子器件结合，从传输或增益介质拓展为多功能平台。四是可靠性与工程化，抗辐照、耐高温、长寿命、批次一致性和低成本制备，往往决定技术能否真正应用。

南方财经：你认为AI算力爆发给特种玻璃光纤带来的最大机遇是什么？

杨中民：主要体现在两方面。一是性能从“够用”到“极致”。AI的极端需求，对稀土掺杂光纤的性能提出全新挑战，为了传输海量数据，直接推动了超宽带掺铒光纤等新产品的需求；传统掺铒光纤在扩展波段力不从心，宽带增益光纤等新材料因而受到关注，它们能弥补稀土离子在近红外波段的发射不足。二是供应链的“重构”。战略地位空前提升，让稀土掺杂光纤的供应链安全变得至关重要。

南方财经：光纤激光器产业链呈现“金字塔”结构，上游特种光纤、高端光栅等核心器件直接决定行业成本结构与供应链安全。在自主创新接近尾声、全球输出刚刚开启的阶段，中国激光产业的核心竞争力应该建在哪里？

杨中民：中国激光产业的核心竞争力，应该从“用起来便宜”升级到“造出来别人造不了”，关键有三条。

第一，是“技术金字塔”的塔尖。要死磕特种光纤、高功率激光芯片这些“卡脖子”环节，把技术牢牢攥在自己手里，才能掌握定价权和话语权。

第二，是应用场景的深度融合。中国有丰富的工业制造场景，这是国外巨头没有的天然优势，要把激光技术和AI、智能制造绑定，在新能源汽车、光伏、半导体等领先产业里用成“独门绝技”，用场景倒逼技术迭代升级。

第三，是全球品牌和国际标准。从“产品出海”走向“品牌出海”“标准出海”，牵头制定国际标准。

南方财经：以地方研究院为载体，推动更多成果从书架走向货架，是你一直强调的观点。在激光这种实验室到生产线距离很长的领域，打通“最后一公里”最难的环节是什么？

杨中民：最难的还是从实验室样品到工厂产品的过渡阶段，也就是“中试”。它卡在一个“两头够不着”的位置，科研人员擅长从0到1的原创突破，但不太擅长把技术变成稳定、便宜、能大规模生产的产品；学校很难投入大量资金和人力去做重复性的工艺调试；企业擅长量产，但中试投入动辄数千万元，失败风险大，不敢轻易冒险。

所以现在很多地方都在建中试平台、概念验证中心等，甚至配有懂技术和市场的技术经理人来当“翻译”和“摆渡人”，帮助好技术跨过这道坎。

南方财经：特种玻璃光纤完整自主技术链条上的哪些关键环节，是在广东长出来的？广东的产业需求和创新生态在其中起了什么作用？

杨中民：广东是我国激光与光电子产业的聚集地，创新生态良好，我们团队这些年的工作，确实与广东关系很深。材料理论设计、预制棒制备、光纤拉制、激光器系统集成以及后续应用探索等环节，都是在广东完成和推进的。当然，过程中也离不开国内外同行和省内外合作单位的支持。

我自2004年到广东工作至今，这里制造业基础较强，电子信息、激光加工等产业需求活跃，让我们能较早接触真实应用场景。同时，创新生态有活力，政策、平台、资金、人才和产业链配套也给了我们不少支持。

南方财经：未来，特种玻璃光纤和高性能光纤激光技术还能为广东哪些产业赋能？

杨中民：广东在激光与增材制造、电子信息、新能源汽车、医疗健康等方向的产业需求较强，广州、深圳等地也集聚了一批相关材料、器件、装备和应用单位，可能的方向包括以下几类。

比如，新能源汽车制造领域，光纤激光器已是动力电池产线从极片切割、清洗到焊接打标的关键工具；高端电子信息制造领域，它是不可或缺的“光刀”，能完成柔性电路板微孔加工和芯片的微米级修调，是支撑AI算力硬件精密制造的关键；光伏产线上，可用于玻璃钻孔、钙钛矿模切等工艺；医疗健康领域，凭借高精度和微创特性，可用于激光诊疗、微创介入治疗、医美手术和医疗碎石。此外，技术还在向航空航天、船舶等高精度增材制造，微光夜视、国防等特种领域，以及桥梁、大坝等基础设施安全监测拓展。