近日，科技部“十四五”国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项拟立项项目通过公示。杭州拓致光电科技有限公司（以下简称拓致光电）参与的“制造用高性能高功率皮秒激光器”项目获科技部立项资助。
这是拓致光电承担的首个国家级重点研发计划项目。该项目由北京凯普林光电科技有限公司牵头，其他参与单位包括中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院半导体研究所、宝山钢铁股份有限公司、苏州中辉激光科技有限公司等多家国家级科研单位与行业内头部企业。
图1 项目中某课题技术路线
摆脱“卡脖子”
国产VBG势起
高功率皮秒激光器是精密加工领域的新一代技术产品，可广泛应用于机械精密加工、5G、生物医学、航空航天等领域。而体布拉格光栅（VBG，Volume Bragg Gratings）是该类激光器的关键核心器件（图1）之一，作用是将半导体激光光谱压窄到0.05 nm以下，波长温漂稳定在10 pm/℃以下，实现半导体激光器发光波长和增益介质材料（稀土掺杂晶体、光纤及气体）的吸收峰高度匹配，有效提高激光系统的光电效率和运行稳定性。
国际上仅有OptiGrate、PD-LD、Ondax等美国公司能够提供商用体光栅，OptiGrate公司已经被美国知名激光器厂家IPG公司收购，ONDAX公司已被相干公司收购，PD-LD公司被Necsel公司收购，分别进行其在高功率激光器中的垂直化、一体化运营战略，对我国快速发展的高功率激光器技术形成了非常严重“卡脖子”风险。
在这种背景下，中国科学院上海光学精密机械研究所率先将VBG光栅从实验室研发推向了批量商品化，并于2020年在杭州光学精密机械研究所孵化成立了杭州拓致光电科技有限公司，专注致力于体光栅的技术突破和产业化，产品如图2所示。该公司在2021年国内率先实现976 nm锁波体光栅在国内多家头部企业的规模化稳定供应，并逐渐覆盖450 nm～1907 nm的各类锁波器件。
图2 体布拉格光栅
科研成果转化
有望建立国内领先标准体系
拓致光电公司核心创始人团队具有二十余年研发经验，深耕材料及光学领域，现有博士学历研发人员4名，本科学历管理人员4名，技术工10名以上。
自成立以来，拓致光电已完成从光热敏折变玻璃研发和制备、光栅写入、热显影处理到性能检测等硬件的建设，可支持大尺寸光热敏折变玻璃及多种波长VBG器件的开发和生产。现已全面掌握具有完整自主知识产权的光热折变玻璃制备、光栅结构设计、高精稳定曝光刻写、热显影和性能测试评估系列技术，可实现满足不同应用需求及场景的透射式、反射式和啁啾体光栅器件的定制及月产十万粒的批量化供应能力。近两年，已累计实现几十万片的产品销售，支撑了国内高功率激光系统的发展。
2021年，拓致光电入选杭州市富阳区创新创业“5110”计划A类，2022年入选杭州市“雏鹰计划”企业, 科技部科技型中小企业（国科小），浙江省科技型中小企业（省科小）和杭州市2022年度创新型中小企业。公司现已申请6项国家发明专利，已授权4项。通过了GB/T 19001-2016/ISO9001：2015质量管理体系认证。
图3 严格的质量保证体系
此次在国家重点研发计划的支持下，拓致光电将在原有波长锁波体光栅基础上，进一步实现不同尺寸、不同效率和带宽的969 nm锁波体布拉格光栅的研制和批产，实现在高功率皮秒激光器中的应用示范，并建立国内领先的标准体系。
拓致光电表示，未来公司将主打具有超宽透过波段、特定衍射效率（反射、透射均可）和使用波长可调的窄频可控、角度可调的布拉格衍射光栅全系列产品，实现光束整形、锁波、选模功能，广泛应用于各种波长高功率半导体激光器中的波长锁定和线宽压窄、超快激光中的脉冲展宽和压缩、空间滤波、角度放大、空间传感和海洋探测、相控阵雷达、激光通讯、激光显示及照明、拉曼光谱、激光合束等系统中。
