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2020年(nian)是(shi)激光發明60周年(nian)，激(ji)光(guang)技術和應用的發(fa)展極大地改變了世界。為促進激(ji)光(guang)技術及應用的發(fa)展，中國(guo)工(gong)程院于2018年(nian)啟(qi)動了“我國激光技術與(yu)應用(yong)2035發展戰(zhan)略研究”重點咨(zi)詢項目，本(ben)文是(shi)項目研究綜合報告。文章簡要分析(xi)了(le)(le)激(ji)(ji)(ji)光技(ji)術及在(zai)科(ke)研與產業中的(de)工具性、引領(ling)性和(he)顛覆性作(zuo)用(yong)，分析(xi)了(le)(le)我國激(ji)(ji)(ji)光技(ji)術在(zai)前沿激(ji)(ji)(ji)光、制造(zao)加(jia)工、信息通信、醫療(liao)診(zhen)治等領(ling)域的(de)科(ke)研和(he)應(ying)用(yong)的(de)發展(zhan)現狀，梳理了(le)(le)多個制約(yue)加(jia)速發展(zhan)的(de)問題，提出了(le)(le)我國激(ji)(ji)(ji)光技(ji)術及應(ying)用(yong)2035年(nian)發展目(mu)標設想及政(zheng)策措(cuo)施(shi)建議(yi)。

一、前言(yan)

激光是與原子(zi)能、半導(dao)體(ti)及計算機齊(qi)名的20世紀重大科技發明，具有(you)亮度高(gao)、方向性強、單色性好(hao)、相干性好(hao)的特點，被(bei)稱為“最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”。激(ji)光(guang)(guang)與(yu)(yu)相關技(ji)術的(de)發展(zhan)與(yu)(yu)融合，形成了激(ji)光(guang)(guang)制造(zao)、激(ji)光(guang)(guang)通信(xin)、激(ji)光(guang)(guang)檢(jian)測、激(ji)光(guang)(guang)醫療(liao)等交叉技(ji)術學科，為人類認(ren)識(shi)世(shi)界(jie)和改(gai)造(zao)世(shi)界(jie)提供(gong)了一大批新(xin)(xin)工具(ju)，孕育和發展(zhan)出多種類型(xing)的(de)激(ji)光(guang)(guang)產業和系列裝備，改(gai)變和重構了高端制造(zao)、信(xin)息通信(xin)、醫療(liao)診(zhen)斷(duan)治療(liao)和國防安(an)防等多個(ge)領域(yu)。隨著新(xin)(xin)型(xing)激(ji)光(guang)(guang)器和激(ji)光(guang)(guang)新(xin)(xin)應(ying)用(yong)的(de)持(chi)續(xu)涌現，激(ji)光(guang)(guang)技(ji)術的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)將(jiang)更為突出，將(jiang)在創新(xin)(xin)型(xing)國家建設和提升國際產業競(jing)爭能(neng)力中發揮(hui)重要(yao)作(zuo)(zuo)用(yong)。

鑒于激(ji)光技術和應用發展(zhan)的(de)重(zhong)要性(xing)，2018—2019年，中國(guo)工程院組織開(kai)展(zhan)了(le)“我國(guo)激光技術與應用2035發展(zhan)戰略研究”重(zhong)點咨詢(xun)研究項(xiang)目(mu)。項(xiang)目(mu)組深入調(diao)研了(le)激光(guang)技術和產業發展現狀，著重(zhong)圍繞制(zhi)造加工(gong)、信(xin)(xin)息通信(xin)(xin)、醫療診治(zhi)領域三(san)大產業，梳理與國際(ji)先進(jin)水平和產業應用(yong)需求的差距，重(zhong)點提出了(le)2035年(nian)前我國(guo)的(de)發展目標、攻關重點和產(chan)業政策需(xu)求。

圖1 激光技術

二、激光技術(shu)及應用的作用與地位(wei)

（一(yi)）前沿(yan)激(ji)光技(ji)術(shu)是基礎物理研究和(he)多領域前沿(yan)科技(ji)攻關的(de)重要(yao)工(gong)具

研(yan)究前(qian)(qian)沿激光(guang)技(ji)術，獲(huo)取(qu)更高的頻(pin)域(yu)(yu)特(te)性（超短波(bo)、超長波(bo)、可調諧、單(dan)頻(pin)、寬光(guang)譜(pu)等）、時域(yu)(yu)特(te)性（超快、超強峰值等）和能量域(yu)(yu)特(te)性（高亮度、大功率、高能等），始終(zhong)是世(shi)界前(qian)(qian)沿科研(yan)的重要組(zu)成部分。

高(gao)(gao)性能激(ji)(ji)光可在實驗室創造出(chu)極端條件，使得(de)高(gao)(gao)性能前沿激(ji)(ji)光成為(wei)基礎物理研究的重要(yao)工(gong)具(ju)。例(li)如超(chao)快超(chao)強(qiang)(qiang)激(ji)(ji)光具(ju)有恒星內核和黑洞(dong)邊緣才具(ju)備(bei)的超(chao)高(gao)(gao)功率密(mi)度、超(chao)強(qiang)(qiang)電磁強(qiang)(qiang)度，使超(chao)新星爆發、黑洞(dong)合并等宇宙(zhou)“大(da)事(shi)件”產生(sheng)的極端條件有(you)可能在實驗室人為(wei)產生(sheng)，這(zhe)為(wei)平行(xing)宇宙、超弦/超(chao)膜理(li)論(lun)等基(ji)礎物理(li)理(li)論(lun)研究提供了必需(xu)的實(shi)驗工具。

高(gao)性(xing)能(neng)激光(guang)(guang)創造的頻域(yu)特性(xing)、時域(yu)特性(xing)和能(neng)量域(yu)特性(xing)條件或參數，使激光(guang)(guang)成為新材料、能(neng)源、生物等科技前沿研(yan)究(jiu)必不可少的工具。例如，利用硬X射線(xian)自由電子激(ji)光（XFEL）作為新一(yi)代探針(zhen)光(guang)，使得人類能夠實(shi)時觀測原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)、分子(zi)(zi)(zi)、納米、微米尺度的演(yan)化(hua)圖(tu)像，并(bing)且能夠操控(kong)電子(zi)(zi)(zi)、分子(zi)(zi)(zi)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)、甚(shen)至原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)核的狀態，是(shi)核物(wu)理、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理、分子(zi)(zi)(zi)物(wu)理以(yi)及分子(zi)(zi)(zi)甚(shen)至細(xi)胞層次的化(hua)學(xue)、生物(wu)科(ke)學(xue)研究的必備工具。

六十年來，與激(ji)光相(xiang)關的研究多次獲得諾貝爾(er)獎(jiang)，也(ye)充(chong)分說明(ming)了激(ji)光技術在(zai)推動前沿科(ke)學研究和促進(jin)科(ke)技進(jin)步中(zhong)的突出作用。

（二）激光技(ji)術在塑(su)造現代制造、信(xin)息、醫療和國防等產業中發揮著不可或(huo)缺的作用 

激光制造(zao)應用是激光產業應用的主(zhu)要(yao)方向，包括去除(chu)與連(lian)接、表面工程、增材制造(zao)、修復與再(zai)制造(zao)和微(wei)納制造(zao)等5類(lei)，產值(zhi)規模(mo)占激(ji)光應用(yong)產業(ye)的30%以上。激光制造具有易于操作、非接觸、高柔性、高效率、高質量和節能環保等突出優點，是激光刻蝕、切割、焊接、表面處理、高性能復雜構件制造和精密制造的主流手段，被譽為“萬(wan)能加(jia)工工具”“未來制造系統共(gong)同的加工手段”，引領了先進制造(zao)業的發(fa)展，對工業智能化進程產生深遠影(ying)響(xiang)。

激光(guang)技術是(shi)(shi)現(xian)代信(xin)息產業的支(zhi)撐技術。光(guang)纖通信(xin)是(shi)(shi)高速互聯(lian)網不可或缺(que)的物質基礎；無(wu)線光(guang)通信(xin)技術是(shi)(shi)實現(xian)海量信(xin)息遠距離快速傳輸的唯一方式，也是(shi)(shi)巨型(xing)計算機、大型(xing)超算中心、第五代移動通信(xin)技術（5G）基站和(he)5G數據(ju)中心等內部及相互(hu)之間高(gao)速海(hai)量(liang)數據(ju)傳輸交換的主要(yao)(yao)方式；光存(cun)儲(chu)是海(hai)量(liang)大(da)數據(ju)信(xin)息(xi)存(cun)儲(chu)的主要(yao)(yao)方式；高(gao)清晰激光顯(xian)示技(ji)術將引發“人類視覺史(shi)上的一場革命”。此外，激(ji)光技術還是高精度測量傳感(gan)、無人駕駛和量子通信(xin)的(de)重(zhong)要基(ji)礎。

激(ji)光(guang)技術已是醫療和診斷領域中不可(ke)替代的一(yi)類技術手(shou)段。光(guang)學相干層(ceng)析(xi)成像（OCT)、光聲(sheng)成像(xiang)、多光子顯微成像(xiang)、拉曼成像(xiang)是現代醫學診斷的重要技術。強激光治(zhi)療、光動力治(zhi)療及弱激光治(zhi)療已廣泛應(ying)用于眼科、外科、內科、婦科、耳(er)鼻喉(hou)科、心血管(guan)科、皮膚科等科室300多(duo)種(zhong)疾病的治療，以其精(jing)準性(xing)、微創或無創性(xing)引(yin)領(ling)醫學治療模式的轉變。

在國防領域，激(ji)光(guang)已應用(yong)于測距、成(cheng)像、指向、制導(dao)、通信(xin)及對抗等，改善了(le)武器(qi)裝(zhuang)備(bei)性能，如提高命(ming)中率和可靠性，而且某種(zhong)(zhong)意義(yi)上(shang)也改變了(le)現(xian)代戰爭的(de)(de)面貌。近年來，直(zhi)接(jie)利用(yong)激(ji)光(guang)能量殺傷(shang)目標的(de)(de)高能激(ji)光(guang)武器(qi)已接(jie)近成(cheng)熟，將逐(zhu)步(bu)進入多種(zhong)(zhong)應用(yong)裝(zhuang)備(bei)的(de)(de)研制和列(lie)裝(zhuang)階段。受小型(xing)無人機應用(yong)快速(su)拓展(zhan)的(de)(de)影響，低空防御型(xing)激(ji)光(guang)系統因作為和平時期重要地點、重大活動安防不可或缺的(de)(de)手段而得到快速(su)發展(zhan)。

（三）加速發展激光技術及應用可有力推動(dong)和引(yin)領經濟產業轉型升(sheng)級
激光技(ji)術的(de)廣(guang)泛(fan)應用和(he)持(chi)續拓展(zhan)，顯示這是一項(xiang)極其重要(yao)的(de)核(he)心關鍵技(ji)術、基礎(chu)性(xing)技(ji)術和(he)引領(ling)性(xing)技(ji)術，有力(li)推(tui)動和(he)引領(ling)著經濟產(chan)業(ye)發展(zhan)和(he)轉型升級。

第一，激光(guang)技術是一項(xiang)重要(yao)的工具性(xing)技術，其應(ying)用可以加速改(gai)變相關(guan)行業面貌，激光(guang)在制造行業、信(xin)(xin)息通信(xin)(xin)和(he)醫療(liao)行業的應(ying)用及擴(kuo)展就說明了這(zhe)一點。

第二，激光(guang)技術是一項極強的滲透性的基礎性技術。激光(guang)產品所支撐(cheng)的經(jing)濟規(gui)模(mo)(mo)遠遠大于本身的經(jing)濟規(gui)模(mo)(mo)。2010年美國科技政策辦公室的(de)一份(fen)研究(jiu)報告(gao)指出，2009—2010年美(mei)國的(de)電信、電子商務及(ji)信息技術總價值為(wei)4萬(wan)億(yi)美元(yuan)，其中激光器自身的價(jia)值僅為32億(yi)美元（半導(dao)體和光纖激光器）。換個角度(du)，激光技術產品(pin)(pin)在經(jing)濟體系中(zhong)的重要性遠超(chao)產品(pin)(pin)本身的價值規模。

第(di)三，激光(guang)技(ji)術(shu)(shu)孕育孵化新(xin)應(ying)用的(de)能力很強，能夠不(bu)斷與(yu)其他(ta)技(ji)術(shu)(shu)融合創造(zao)新(xin)應(ying)用和新(xin)產業(ye)，具(ju)有突出的(de)產業(ye)引領性特征。例如，近30年來半導體激光器性能的不斷提(ti)升(sheng)，使得光交換技術成(cheng)熟(shu)和光纖通(tong)(tong)信網絡的容量達到(dao)每秒太字節(jie)以(yi)上，這是第(di)四代移動通(tong)(tong)信技術（4G）和5G通信技術(shu)發展(zhan)的(de)重要基石。另外，激光(guang)顯示(shi)技術(shu)的(de)成熟(shu)即將催生萬億(yi)級的(de)產業(ye)規模。

三、我(wo)國激光技(ji)術與應用發展現狀(zhuang)分析

（一）我國(guo)激(ji)光(guang)技術科(ke)研主要力量(liang)集中(zhong)在科(ke)研院所和高等(deng)學校(xiao)，企業相對較弱(ruo)
科(ke)研(yan)(yan)院(yuan)所(suo)和(he)高(gao)校是我國(guo)(guo)激光器系統科(ke)學(xue)技術研(yan)(yan)究(jiu)的主(zhu)要(yao)力量，包括中國(guo)(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)、各個軍工(gong)(gong)集團和(he)中國(guo)(guo)工(gong)(gong)程物(wu)理(li)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)的多個研(yan)(yan)究(jiu)所(suo)和(he)華(hua)(hua)中科(ke)技大(da)學(xue)、清華(hua)(hua)大(da)學(xue)、國(guo)(guo)防科(ke)技大(da)學(xue)等。據《2019中國(guo)激光(guang)產業發展(zhan)報告》統計，目前我國(guo)與激光(guang)相(xiang)關的30個國家級科研平臺(tai)（包(bao)括1個國家實(shi)驗中心(xin)、14個國家(jia)重點實驗室(shi)、5個國(guo)家工程(cheng)研究(jiu)中心、10個國(guo)家(jia)工(gong)程技(ji)術研究中心），僅有精(jing)密(mi)超(chao)精(jing)密(mi)加(jia)工(gong)國(guo)家(jia)工(gong)程研究中心和國(guo)家(jia)半(ban)導體泵浦激光(guang)工(gong)程技(ji)術研究中心建在企業，其他28家均依托科研院所和(he)高校建設。

高校和科研(yan)院所承擔了大(da)部分(fen)國家計劃的激(ji)光科研(yan)攻關項目，企業占比很小。2017年，國家(jia)自然(ran)科(ke)學基(ji)金資(zi)助(zhu)與激光(guang)緊密相關的項目有415項，資助經費近(jin)3億元，中國科學院半導體(ti)研究(jiu)所等4家科研院所(suo)和西安(an)交通大(da)學等6家(jia)大學(xue)位列資助(zhu)經費額度(du)的前10位，占總(zong)支(zhi)出額的(de)44%。2017年(nian)國家自(zi)然(ran)科學基金支(zhi)持光電領域重大科研(yan)儀(yi)器研(yan)制項目為26項，總金(jin)額約為1.8億(yi)，依托單(dan)位為14家大(da)學和8家科(ke)研院所。

相比較(jiao)(jiao)而(er)言，我國(guo)企(qi)業(ye)在(zai)開展(zhan)激光科(ke)(ke)研(yan)方(fang)(fang)面(mian)力量相對(dui)較(jiao)(jiao)弱，獲得國(guo)家科(ke)(ke)技(ji)計劃資(zi)助(zhu)也相對(dui)較(jiao)(jiao)少(shao)(shao)。一方(fang)(fang)面(mian)這反(fan)映(ying)出我國(guo)企(qi)業(ye)科(ke)(ke)研(yan)實力、科(ke)(ke)研(yan)基礎相對(dui)較(jiao)(jiao)弱，無法(fa)與高(gao)校和科(ke)(ke)研(yan)院(yuan)所(suo)競(jing)爭；另一方(fang)(fang)面(mian)也說(shuo)明(ming)目前激光領域資(zi)助(zhu)項(xiang)目來自產(chan)業(ye)前沿較(jiao)(jiao)少(shao)(shao)，問題較(jiao)(jiao)為基礎，風險較(jiao)(jiao)大，與產(chan)業(ye)關聯(lian)較(jiao)(jiao)弱，企(qi)業(ye)興趣不大。

（二）我國激光科研領域(yu)覆蓋面(mian)廣，總體技(ji)術水平還不夠高

在前(qian)沿(yan)科(ke)研方向領域中(zhong)，新(xin)型(xing)半導體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)、超快超強激(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)、深/極(ji)紫(zi)外(wai)激(ji)光(guang)(guang)器、高(gao)(gao)能(neng)固體(ti)激(ji)光(guang)(guang)器和自由電子激(ji)光(guang)(guang)器領域是(shi)主要(yao)方(fang)向(xiang)(xiang)，具有(you)以下幾(ji)個特(te)點(dian)：第一(yi)，在反映激(ji)光(guang)(guang)本質的(de)(de)頻(pin)域特(te)性(xing)（超短波、超長波、可調諧、單頻(pin)、寬光(guang)(guang)譜等）、時域特(te)性(xing)（超快、超強峰值等）和能(neng)量域特(te)性(xing)（高(gao)(gao)亮度(du)、大功率、高(gao)(gao)能(neng)等）方(fang)面具有(you)比(bi)普通激(ji)光(guang)(guang)器更高(gao)(gao)的(de)(de)性(xing)能(neng)；第二，有(you)著重要(yao)的(de)(de)應用需(xu)求，且目前(qian)的(de)(de)性(xing)能(neng)距離應用需(xu)求尚有(you)一(yi)定(ding)差距；第三，預示著激(ji)光(guang)(guang)技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)重要(yao)發展趨勢和方(fang)向(xiang)(xiang)（往往包含(han)著新(xin)材料(liao)、新(xin)結構(gou)、新(xin)原理、新(xin)體(ti)制的(de)(de)發現和發明）。前(qian)沿激(ji)光(guang)(guang)技(ji)(ji)(ji)術是(shi)關系(xi)到(dao)占領未來科技(ji)(ji)(ji)戰(zhan)略制高(gao)(gao)點(dian)的(de)(de)關鍵技(ji)(ji)(ji)術之(zhi)一(yi)，是(shi)國(guo)際上(shang)各國(guo)激(ji)烈競(jing)爭(zheng)的(de)(de)焦(jiao)點(dian)。當前(qian)，我(wo)國(guo)科技(ji)(ji)(ji)計劃對上(shang)述前(qian)沿激(ji)光(guang)(guang)技(ji)(ji)(ji)術方(fang)向(xiang)(xiang)都有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)規劃布(bu)局和支持，總體(ti)上(shang)說，大部分研究方(fang)向(xiang)(xiang)與世(shi)界先進方(fang)向(xiang)(xiang)有(you)一(yi)定(ding)差距。

在(zai)智(zhi)能(neng)(neng)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)領域(yu)，我(wo)國(guo)激光(guang)(guang)(guang)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)已成為過去十年(nian)先(xian)進(jin)(jin)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)領域(yu)發(fa)展最(zui)快的(de)方向之一(yi)，但大部(bu)(bu)分技(ji)術(shu)還處(chu)(chu)于跟蹤國(guo)外先(xian)進(jin)(jin)水平的(de)階段。無(wu)論(lun)微納制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)、宏觀制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)，還是金屬、非金屬及生物增材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)，均形成了一(yi)定(ding)特(te)色，部(bu)(bu)分技(ji)術(shu)國(guo)際(ji)領先(xian)。然而(er)，與先(xian)進(jin)(jin)國(guo)家相比，仍(reng)在(zai)多方面處(chu)(chu)于落后地(di)位(wei)：缺乏(fa)原創(chuang)和能(neng)(neng)對經濟社會(hui)發(fa)展產生革命性、突變式(shi)進(jin)(jin)步(bu)的(de)技(ji)術(shu)，大部(bu)(bu)分處(chu)(chu)于跟蹤的(de)階段；高品質高穩(wen)定(ding)激光(guang)(guang)(guang)器、激光(guang)(guang)(guang)加工(gong)頭和外光(guang)(guang)(guang)路(lu)系統(tong)主要依賴進(jin)(jin)口，系統(tong)集成的(de)智(zhi)能(neng)(neng)化欠缺；某些(xie)核心(xin)技(ji)術(shu)如控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)軟件、特(te)種(zhong)光(guang)(guang)(guang)纖等，一(yi)直(zhi)難以取得突破，制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)約了激光(guang)(guang)(guang)產業核心(xin)競爭力的(de)提(ti)升(sheng)。

在信(xin)息領域，與我國移(yi)動通(tong)(tong)信(xin)和數據通(tong)(tong)信(xin)市場的(de)領先發(fa)展(zhan)同(tong)步，我國光(guang)纖通(tong)(tong)信(xin)的(de)科(ke)研和產業化開發(fa)等達到世界先進水平。在無線(xian)空間激光(guang)通(tong)(tong)信(xin)方面(mian)，我國在2016年12月(yue)底(di)至(zhi)2017年1月中旬利(li)用“墨子(zi)號”量子(zi)衛星(xing)成(cheng)功開展了“星地高速相干激(ji)光(guang)通信載荷”在(zai)軌測試，總體上處(chu)于(yu)跟進狀態(tai)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)顯示已(yi)具有(you)堅實基礎(chu)，建(jian)立了從核心光(guang)(guang)學材料與(yu)器件(jian)、半導體與(yu)全固態(tai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器至(zhi)整(zheng)機集成(cheng)的完整(zheng)技術(shu)鏈，總體上與(yu)發達(da)國(guo)家處(chu)于(yu)同一水平，其中(zhong)投影(ying)式激(ji)(ji)光(guang)(guang)顯示技術(shu)已(yi)取得突破，產業規模已(yi)經領(ling)先于(yu)國(guo)際(ji)水平，具備加(jia)速發展條件(jian)。

在醫療領域，近(jin)年(nian)來激光醫療的基(ji)礎研(yan)究和技術(shu)創新迅速增長。2019年(nian)，在82項自然科學基金(jin)資助國家(jia)重大科研儀器(qi)研制項目中，16項(xiang)與(yu)激(ji)光醫學相關，金額為11 857.87萬元(yuan)，占總體資助金(jin)額比(bi)例約為20.44%。光動(dong)力療法（PDT）、弱光(guang)治療等部分激光(guang)醫(yi)療技術(shu)的(de)基礎及臨床(chuang)應(ying)用水平(ping)已處于國際(ji)領(ling)先水平(ping)。但我(wo)國激光(guang)醫(yi)療產業(ye)以中(zhong)小型(xing)民營企業(ye)為主，缺乏(fa)真正來(lai)自臨床(chuang)的(de)需求(qiu)牽引，“拿來主(zhu)義”比較典型，臨床難以對(dui)激(ji)光(guang)器提出更高標準(zhun)的需求(qiu)，生產指(zhi)標不針對(dui)醫(yi)(yi)療(liao)需求(qiu)，導(dao)致激(ji)光(guang)醫(yi)(yi)療(liao)設備(bei)大量依賴進口，特別(bie)是(shi)用于精準(zhun)診療(liao)的超(chao)快激(ji)光(guang)器等關鍵技術(shu)和高端設備(bei)被國(guo)外壟斷。另外，與國(guo)外相比，激(ji)光(guang)醫(yi)(yi)療(liao)器械(xie)注(zhu)冊審(shen)核要求(qiu)過嚴，周期過長，影響了新產品(pin)研發(fa)，2016—2018年(nian)中國僅有18項(xiang)國產激光(guang)醫療器械得到上市許可，而同期美國則有100項。

圖(tu)2 激光技術在醫(yi)學(xue)領域(yu)的應用(yong)

在國(guo)(guo)防(fang)領域(yu)，經過幾十年的(de)艱苦努力，我國(guo)(guo)激光(guang)武器技(ji)術總體上(shang)與(yu)國(guo)(guo)際先進水平(ping)接近。在安防(fang)領域(yu)，特別(bie)針對低空安保與(yu)反恐維穩對小(xiao)型多旋(xuan)翼無(wu)人機的(de)攔截需求，中國(guo)(guo)久遠高新(xin)技(ji)術裝備(bei)有限公(gong)司等于2014年在世(shi)界(jie)上率(lv)先(xian)研(yan)發“低空衛士”激光攔截(jie)系統，總體(ti)上處于國(guo)際先進水平。 

（三）我國(guo)激光應用產業(ye)快(kuai)速發展，國(guo)際(ji)競爭力快(kuai)速提升，但高端、原創產品仍(reng)不(bu)多(duo)

我國激光應用產業快速(su)發展，大規模(mo)的激光企業已遍(bian)布(bu)華東(dong)(dong)、華南(nan)、華北、東(dong)(dong)北、華中及西部(bu)地區。據《2019中(zhong)國激光產業(ye)發展報(bao)告》統計(ji)，我國在(zai)26個城市已有激(ji)光產(chan)業(ye)基地（園區）37個，2011年到(dao)2018年激光(guang)設備銷售收入提高了5倍(bei)多(duo)，涌現了(le)一批有世界(jie)競爭力的(de)激光企業。

經(jing)過多年的努力(li)，我(wo)(wo)國激光企業(ye)在(zai)中低端激光產(chan)業(ye)上(shang)已(yi)站穩(wen)腳跟，但在(zai)高端技術(shu)水(shui)(shui)平(ping)(ping)的產(chan)業(ye)和高端核(he)心部(bu)件上(shang)與世界先(xian)進(jin)水(shui)(shui)平(ping)(ping)仍有較(jiao)大差距；在(zai)產(chan)品(pin)上(shang)，跟隨型產(chan)品(pin)居多，我(wo)(wo)國原創或首創性的產(chan)品(pin)相對較(jiao)少。

未(wei)來我國(guo)激(ji)光(guang)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)仍將(jiang)快速發展(zhan)(zhan)。第一，隨(sui)(sui)著傳統(tong)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)技(ji)術升級、產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)結構調整、節能環(huan)保要求(qiu)提升以及個性化需求(qiu)的(de)發展(zhan)(zhan)，我國(guo)激(ji)光(guang)制造(zao)設(she)備(bei)(bei)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)將(jiang)面臨更大(da)(da)的(de)發展(zhan)(zhan)前景；第二，激(ji)光(guang)光(guang)纖通(tong)(tong)信(xin)、激(ji)光(guang)顯示、激(ji)光(guang)存儲(chu)等(deng)信(xin)息應用(yong)有著巨(ju)大(da)(da)發展(zhan)(zhan)空間，激(ji)光(guang)雷達、激(ji)光(guang)無線通(tong)(tong)信(xin)等(deng)也將(jiang)隨(sui)(sui)著無人駕駛(shi)等(deng)應用(yong)的(de)發展(zhan)(zhan)而加快；第三，激(ji)光(guang)醫(yi)療裝(zhuang)備(bei)(bei)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)(zhan)方興未(wei)艾(ai)，未(wei)來將(jiang)隨(sui)(sui)著與可穿戴設(she)備(bei)(bei)的(de)融(rong)合，在慢性病的(de)日常(chang)監測和防治中發揮更大(da)(da)的(de)作用(yong)。

（四(si)）我國(guo)激光應用產業(ye)更快(kuai)更好發(fa)展還面臨一系列(lie)制約(yue)因素

（1）缺(que)少(shao)制度(du)性(xing)的(de)頂(ding)(ding)層統(tong)籌謀劃(hua)和長(chang)遠規(gui)劃(hua)。激光技術(shu)與應(ying)用(yong)涉(she)及多個領域，覆(fu)蓋面廣，在國(guo)家頂(ding)(ding)層沒有定期進行統(tong)籌規(gui)劃(hua)和發(fa)展評估(gu)的(de)制度(du)性(xing)安排，一定程度(du)上(shang)影響了協(xie)調(diao)發(fa)展的(de)速度(du)。

（2）支撐(cheng)激光(guang)產業發展的基礎研(yan)究（如支撐(cheng)新(xin)(xin)產品研(yan)發的新(xin)(xin)機理、新(xin)(xin)機制、新(xin)(xin)工藝）不(bu)夠，導致原創(chuang)性激光(guang)產業稀(xi)少。主力(li)(li)科(ke)研(yan)機構(gou)有人力(li)(li)、設備，但不(bu)了解真正的需求，企業因(yin)風險高導致意愿(yuan)低、投(tou)入少、能(neng)力(li)(li)弱，從而(er)使產業基礎研(yan)究進(jin)展緩慢、效果欠佳(jia)，很難(nan)催生原創(chuang)性產業。

（3）關鍵(jian)共(gong)性技術(shu)供給不足。關鍵(jian)共(gong)性技術(shu)研發創新(xin)體系尚(shang)未建(jian)立(li)，組織機制不健(jian)全，政策支持不連貫(guan)，經費投入不足，成果共(gong)享和推廣應用機制亟待完善。

（4）“產學研用”協同創(chuang)新不(bu)(bu)夠。我國激光(guang)技術(shu)研(yan)發的主力在科研(yan)院所和高校(xiao)，與企業及園區的關聯(lian)度都(dou)不(bu)(bu)高，技術(shu)研(yan)究成果(guo)對(dui)產業的轉化和支撐明顯不(bu)(bu)強。

（5）產(chan)業發(fa)展政策有待(dai)加強。在醫(yi)(yi)療領域尤(you)其突出(chu)，我(wo)國醫(yi)(yi)療器械的注冊和認(ren)證法規導致(zhi)前期研發(fa)、檢測認(ren)證、臨床及審批取證需(xu)要巨大的資金成本(ben)和時間成本(ben)，不利(li)于鼓(gu)勵(li)創新型激光醫(yi)(yi)療器械的推廣和應用，也與激光技術快速(su)發(fa)展的實(shi)際(ji)不符(fu)。

（6）專業(ye)人才培養(yang)覆蓋(gai)不足。激光(guang)應(ying)用是典型的(de)(de)交叉(cha)學科應(ying)用，在當前的(de)(de)教育(yu)(yu)體(ti)系中，機械制造行(xing)(xing)業(ye)、信息行(xing)(xing)業(ye)、醫療行(xing)(xing)業(ye)等相關專業(ye)的(de)(de)教育(yu)(yu)中往往欠缺激光(guang)技術的(de)(de)內容(rong)，對激光(guang)技術新產品在該行(xing)(xing)業(ye)的(de)(de)滲透(tou)和(he)(he)發展不利，影響(xiang)激光(guang)裝備(bei)和(he)(he)產品效能的(de)(de)發揮(hui)。

四、我國激光技術與應用2035年(nian)發展目(mu)標思考

（一）指導思想

以(yi)習(xi)近平新(xin)時(shi)代中(zhong)國特色社(she)會主義思(si)想為指導，以(yi)服務于實現(xian)“兩個一百年”目(mu)標為根(gen)本遵循(xun)，以(yi)提(ti)升激(ji)(ji)光科(ke)技與產(chan)業支(zhi)撐總體(ti)國(guo)家安全的能力(li)為核(he)心，著力(li)加(jia)強頂(ding)層謀劃，著力(li)解決(jue)制約激(ji)(ji)光技術(shu)創(chuang)新和產(chan)業高(gao)質(zhi)(zhi)量發展的管(guan)理體(ti)制機制束縛(fu)和關鍵核(he)心技術(shu)的自(zi)主可(ke)控問(wen)題，努力(li)培(pei)育新興激(ji)(ji)光應(ying)用(yong)(yong)產(chan)業，加(jia)快我國(guo)激(ji)(ji)光技術(shu)和應(ying)用(yong)(yong)產(chan)業的高(gao)質(zhi)(zhi)量發展，實現(xian)我國(guo)激(ji)(ji)光科(ke)技和產(chan)業的歷史性(xing)跨越。

（二）總體目(mu)標

到2035年，我(wo)國(guo)激(ji)光技術(shu)(shu)與應用的整體水(shui)平(ping)和(he)研究(jiu)能力顯著提高，前沿技術(shu)(shu)、應用技術(shu)(shu)和(he)產業(ye)化水(shui)平(ping)總體均衡，主要領域技術(shu)(shu)水(shui)平(ping)達(da)到(dao)世(shi)界先進，主要激(ji)光產業(ye)領域達(da)到(dao)先進國(guo)家(jia)同等(deng)水(shui)平(ping)，有效支撐我(wo)國(guo)創(chuang)新驅動(dong)和(he)可持續(xu)發展，并創(chuang)造較(jiao)大的經濟(ji)效益(yi)和(he)社會(hui)效益(yi)。

（1）突破超(chao)高(gao)亮(liang)度、超(chao)短脈沖和單頻超(chao)穩激光器(qi)等前沿激光技術，發(fa)揮對天文學等基礎物理研究的支撐作用。

（2）建設一批重(zhong)大激(ji)光裝置（如超短(duan)超強、XFEL、THz-FEL裝置等），支撐材(cai)料(liao)、生物、能源等基礎研究，夯實我(wo)國科(ke)技發展后勁。

（3）自主突(tu)破激光半導體芯片等關鍵(jian)瓶頸產(chan)品，實(shi)現產(chan)業核(he)心基礎的自主可控水平，保障經濟安全。

（4）發展(zhan)新型半導體(ti)激(ji)(ji)光器等新型激(ji)(ji)光器，發展(zhan)激(ji)(ji)光新應(ying)用的(de)機(ji)理、工藝(yi)等應(ying)用基礎研究，創造新產業，有效(xiao)支(zhi)撐和促進5G、大數據、云計算、量子技(ji)術、無人駕駛(shi)等新(xin)興(xing)產業的發(fa)展，實現引領(ling)發(fa)展的作用(yong)。

（5）激(ji)光在智(zhi)能制(zhi)造和信息領域(yu)的技術水平(ping)和產業(ye)規模(mo)達到世界先進水平(ping)，有效支撐我國(guo)制(zhi)造產業(ye)轉型升級。

（6）服務健康中國戰略，持(chi)續拓(tuo)展(zhan)醫療(liao)診斷應用，提升(sheng)激光醫療(liao)裝(zhuang)備(bei)滿足高端市場能力。

（7）積極發展國(guo)防與安防應用，滿足國(guo)家需求。 

（三）領域目標(biao)

在前沿方向領(ling)域，到2035年，我國半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器、高能固體(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器、超(chao)快超(chao)強(qiang)激(ji)(ji)光(guang)(guang)、深(shen)/極紫(zi)外激光(guang)(guang)和(he)自由(you)(you)電子激光(guang)(guang)等激光(guang)(guang)前(qian)沿技(ji)術研(yan)究的(de)整體水平和(he)研(yan)究能(neng)力顯著提(ti)高，實現(xian)一(yi)系列核心技(ji)術的(de)突(tu)破，建成一(yi)批重(zhong)大激光(guang)(guang)科(ke)(ke)研(yan)裝置(zhi)，實現(xian)我國前(qian)沿激光(guang)(guang)技(ji)術由(you)(you)跟(gen)跑、并跑向領(ling)跑的(de)轉換(huan)，支撐和(he)促進我國基(ji)礎(chu)科(ke)(ke)研(yan)的(de)研(yan)究和(he)前(qian)沿應用科(ke)(ke)技(ji)的(de)發展。

在智能制造(zao)領域(yu)，2035年基(ji)(ji)礎研究(jiu)取(qu)得(de)一批原創性成果；攻克(ke)激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)核心(xin)部件關(guan)鍵技(ji)術(shu)，基(ji)(ji)本(ben)實(shi)現我國激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)全(quan)產業(ye)鏈(lian)自(zi)主供給；研發智能化(hua)、極端化(hua)、高(gao)性能先進激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)術(shu)與(yu)系列(lie)裝備(bei)(bei)，基(ji)(ji)本(ben)實(shi)現航空(kong)發動機等高(gao)端裝備(bei)(bei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)術(shu)全(quan)產業(ye)鏈(lian)的自(zi)主供給；實(shi)現大規模產業(ye)化(hua)應用，激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)與(yu)再制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)相關(guan)產業(ye)規模達到萬(wan)億量(liang)級；激(ji)(ji)光(guang)(guang)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)與(yu)再制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)產業(ye)整體(ti)實(shi)力達到世(shi)界(jie)先進水平。

在信息領(ling)域，我國激光(guang)信息技術(shu)和產業到2035年將處于世(shi)界領先地(di)位。構建(jian)安(an)全可控的(de)激(ji)(ji)光(guang)信息技(ji)術(shu)體(ti)系，信息領域核心(xin)激(ji)(ji)光(guang)技(ji)術(shu)自主可控，完全掌握關(guan)鍵核心(xin)技(ji)術(shu)和工藝。形成(cheng)產業(ye)(ye)(ye)鏈和創新(xin)鏈協(xie)同發展的(de)新(xin)業(ye)(ye)(ye)態、新(xin)模式不斷(duan)涌現的(de)創新(xin)合作體(ti)系，成(cheng)為信息激(ji)(ji)光(guang)技(ji)術(shu)新(xin)興產業(ye)(ye)(ye)發展策(ce)源地(di)，形成(cheng)激(ji)(ji)光(guang)創新(xin)經濟(ji)集聚發展新(xin)格局，激(ji)(ji)光(guang)技(ji)術(shu)產業(ye)(ye)(ye)集群持續(xu)發展能(neng)力和競爭力國際領先。

在醫療領域(yu)，到2035年的(de)目(mu)標是建立激光(guang)(guang)醫(yi)療體系評價(jia)標準，完善(shan)醫(yi)療激光(guang)(guang)器以(yi)及整(zheng)個激光(guang)(guang)產(chan)業(ye)生(sheng)態環境；針對重大醫(yi)學應用，掌握激光(guang)(guang)器核心部件和(he)關(guan)鍵技術并產(chan)業(ye)化，形(xing)成完整(zheng)的(de)產(chan)業(ye)鏈，形(xing)成國際競爭力(li)，擁有世(shi)界領先的(de)自(zi)主(zhu)知(zhi)識產(chan)權。

五、加速(su)我國激(ji)光技術與應用發展的措(cuo)施建議(yi)

（1）強化(hua)頂層(ceng)統(tong)籌謀(mou)劃(hua)，引領我國激光技術(shu)與應用產業快(kuai)速發展。一是面向(xiang)2035年(nian)國(guo)家(jia)發(fa)展(zhan)目(mu)標，建議(yi)制定《我國(guo)激光技術(shu)與(yu)應用(yong)中長期(qi)發(fa)展(zhan)規劃綱要（2021—2035年(nian)）》；二是依托中國工程院和中國科學(xue)院，每5年定期評估激(ji)光技(ji)術與應用發展(zhan)狀況，前瞻提出(chu)發展(zhan)重點和引領目標，及(ji)時向(xiang)國(guo)家提出(chu)涉(she)及(ji)激(ji)光科(ke)技(ji)和產業發展(zhan)的(de)咨詢建議。

（2）加強基(ji)礎(chu)(chu)研(yan)究，聚(ju)力突(tu)破產業化發展(zhan)中的重(zhong)大(da)基(ji)礎(chu)(chu)問題和核(he)心(xin)基(ji)礎(chu)(chu)材料(liao)、器(qi)件，努(nu)力打造自主可控(kong)的產業共性(xing)技術(shu)基(ji)礎(chu)(chu)，為(wei)可持(chi)續發展(zhan)奠定扎實基(ji)礎(chu)(chu)。例如(ru)聚(ju)焦高性(xing)能激光(guang)(guang)芯片、新型新體(ti)(ti)制(zhi)半導體(ti)(ti)激光(guang)(guang)器(qi)、高性(xing)能特種激光(guang)(guang)光(guang)(guang)纖、激光(guang)(guang)晶體(ti)(ti)、激光(guang)(guang)增(zeng)材制(zhi)造和再(zai)制(zhi)造用(yong)金屬材料(liao)等核(he)心(xin)材料(liao)和器(qi)件，成(cheng)體(ti)(ti)系組(zu)織原料(liao)、關鍵設(she)備、設(she)計(ji)、工(gong)藝、測試和規模化生(sheng)產技術(shu)攻關。

（3）實施若干應用研(yan)(yan)發專(zhuan)項，加(jia)(jia)大產業(ye)扶持政策，打(da)造多個新激(ji)光(guang)產業(ye)鏈。如在(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)造領(ling)域(yu)，繼(ji)續(xu)加(jia)(jia)強(qiang)航(hang)空(kong)航(hang)天、機械(xie)制(zhi)(zhi)(zhi)造等(deng)高端裝備領(ling)域(yu)激(ji)光(guang)制(zhi)(zhi)(zhi)造與(yu)(yu)再制(zhi)(zhi)(zhi)造技術(shu)(shu)相關(guan)(guan)應用研(yan)(yan)究(jiu)與(yu)(yu)驗(yan)(yan)證計劃；在(zai)信息領(ling)域(yu)，開展(zhan)空(kong)間(jian)激(ji)光(guang)寬帶(dai)傳輸(shu)與(yu)(yu)組網基(ji)礎科學問題研(yan)(yan)究(jiu)和(he)關(guan)(guan)鍵技術(shu)(shu)攻關(guan)(guan)，加(jia)(jia)速激(ji)光(guang)顯示等(deng)發展(zhan)規劃和(he)產業(ye)未來(lai)布局；在(zai)醫(yi)療領(ling)域(yu)，支持研(yan)(yan)發臨(lin)床用的高性能飛秒激(ji)光(guang)器及裝備；將成熟(shu)度高、風險(xian)較低的激(ji)光(guang)臨(lin)床設備納入(ru)《免(mian)于進(jin)行臨(lin)床試驗(yan)(yan)醫(yi)療器械(xie)目錄》，推(tui)進(jin)激(ji)光(guang)醫(yi)療器械(xie)注冊人制(zhi)(zhi)(zhi)度。

（4）創(chuang)新(xin)產(chan)業(ye)協同機制(zhi)，完(wan)善激(ji)光產(chan)業(ye)創(chuang)新(xin)生態(tai)。如(ru)以重點臨床醫院為依托(tuo)單位，集(ji)中國內(nei)相(xiang)關高校、研(yan)究院所(suo)和企(qi)業(ye)的(de)技(ji)(ji)術優勢(shi)，建設(she)國家級激(ji)光醫學臨床轉(zhuan)化工(gong)程研(yan)究中心；充分發揮企(qi)業(ye)的(de)創(chuang)新(xin)主體作用，充分發揮行業(ye)協會等(deng)行業(ye)團體在產(chan)業(ye)規劃、產(chan)業(ye)共性技(ji)(ji)術問題提(ti)出與研(yan)發、產(chan)業(ye)標準規范(fan)制(zhi)定中的(de)作用。

（5）強(qiang)(qiang)化激光基(ji)(ji)礎(chu)教育，加大對激光及光學(xue)(xue)應(ying)(ying)用人才培(pei)養力(li)度。適應(ying)(ying)激光應(ying)(ying)用加速發展的(de)需要，在(zai)臨(lin)床醫(yi)學(xue)(xue)下(xia)設立(li)激光醫(yi)學(xue)(xue)二級學(xue)(xue)科，在(zai)材料、制造等理工專業中強(qiang)(qiang)化激光基(ji)(ji)礎(chu)教育，夯實激光應(ying)(ying)用發展的(de)人才基(ji)(ji)礎(chu)。

六、結語

2020年是激光發明60周年，激光技術(shu)和應(ying)用的發展極(ji)大地改變了世界。黨的“十九大”確(que)定了2035年基本實現社會主義現代化(hua)和(he)躋身創新(xin)(xin)型(xing)國(guo)(guo)家前列的(de)(de)(de)戰略目(mu)標，這(zhe)為激(ji)光(guang)技術(shu)和(he)應用帶來了(le)前所未有的(de)(de)(de)發展(zhan)機(ji)遇，也對激(ji)光(guang)技術(shu)與(yu)應用的(de)(de)(de)發展(zhan)提出了(le)高標準的(de)(de)(de)要求。我們必須充分認(ren)識激(ji)光(guang)技術(shu)與(yu)應用的(de)(de)(de)作用和(he)潛力(li)，認(ren)清(qing)制約發展(zhan)的(de)(de)(de)困難與(yu)挑(tiao)戰，加強統籌謀劃，以改革的(de)(de)(de)大無畏(wei)精神和(he)勇氣突破各種制約，堅(jian)持自主創新(xin)(xin)和(he)開(kai)放創新(xin)(xin)，堅(jian)持應用和(he)產業為目(mu)標牽引(yin)，強化(hua)激(ji)光(guang)技術(shu)攻(gong)關(guan)，完善激(ji)光(guang)產業創新(xin)(xin)生態，積極搶占國(guo)(guo)際競爭(zheng)制高點，為中華民族偉大復(fu)興中國(guo)(guo)夢(meng)的(de)(de)(de)實現貢(gong)獻力(li)量(liang)。