广东省重点领域研发计划“激光与增材制造”重大专项 详情

2022年高性能关键器件、部件

专题内容

       项目 1.1 大功率无源光纤隔离器、光栅、合束器等器件及激光器研制

　　研究内容：面向 2 微米波段大功率光纤激光器，开展新波段大功率器件的光学和机械元件的热机理研究，提高光学材料和光学薄膜的抗激光损伤阈值，降低器件的破坏效应;开展光学材料的热效应管理研究和非线性效应对光束波前影响研究，解决大功率下由热产生的光束波前畸变，实现快速、均匀散热技术，补偿材料热透镜效应;开展大功率光纤光栅失效机制与热管理技术研究，提高单腔大功率激光输出的光学性能的一致性和可靠性;开展 2 微米大功率无源光纤隔离器、光栅、合束器的设计、制造、封装等技术研究，实现器件制造、集成、封装、可靠性等自主保障和上述部件的小批量生产，完成 2 微米大功率光纤激光器研制及应用。

　　考核指标：研制完全自主2微米波段大功率无源光纤隔离器、光栅 和合束器等器件及激光器，使用寿命≥20000h。其中：

　　1)2微米光纤隔离器：最大承受功率≥100瓦，插入损耗≤1.2dB，峰值隔离度≥30dB，回波损耗≥50dB。

　　2)2微米光纤合束器：泵浦单臂承受功率≥350W，泵浦 效率≥97%，信号插损≤0.3dB，信号光承受能力≥1kW。

　　3)2微米低水峰光纤光栅：泵浦光功率耐受能力≥600W， 信号光功率耐受能力≥300W，中心波长失配≤0.2nm。

　　4)2微米光纤激光器：中心波长1.9～2.2µm，单纤输出功率≥1kW，线宽<0.1nm，功率不稳定度<5%，光信噪比> 30dB，光束质量M2<2。

　　5)申请本项目相关发明专利不小于10件，实现大功率 无源光纤隔离器、光栅、合束器等器件和2微米光纤激光器 的小批量生产，各器件在2微米光纤激光器中的应用各不少 于1000件，销售2微米光纤激光器不少于5台。

　　申报要求：本项目要求企业牵头申报。

　　支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研发经费省财政资助部分不超过2000万元/项，拟支持1项。具体资助额度根据预算财务评审确定。

　　项目 1.2 工业用大功率准分子激光器

　　研究内容：面向高端平板显示制造等工业领域对准分子激光器的 需求，开展大功率准分子激光高压快脉冲激励技术研究，突 破高压开关、快脉冲形成以及能量回收等关键技术。开展600W级激光放电腔技术研究，突破激光放电腔的设计、放电腔材料、长时放电气体净化、流场稳定和紫外光学元件长寿命等技术。开展光束波前精细控制、放电过程稳定性控制、精密工装调谐等技术研究，实现光学元件的面型误差优化、 反射特性优化、光束发散特性优化以及温度-应力补偿技术等。 开展高稳定激光输出技术研究，建立快速可靠的脉冲能量反馈以及控制机制。开展大功率准分子激光器的一致性、稳定性和可靠性技术研究，实现小批量生产和应用示范。

　　考核指标：研发完全自主的大功率高光束质量准分子激光器。其中：

　　1) 激光器中心波长308nm，脉冲宽度30ns±5ns，单脉冲 激光能量≥1J，重复频率≥600Hz，平均输出功率≥600W，单 脉冲峰值功率≥20MW(峰值功率密度≥4MW/cm2)，输出能量稳定性σ≤2%，平均无故障工作时间(MTBF)≥4000h。

　　2) 申请本项目相关发明专利不小于10件，实现大功率 准分子激光器的小批量生产，并在2家以上单位的高端平板 显示制造装备上实现应用示范，销售不少于10台。

　　申报要求：本项目要求企业牵头申报。

　　支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研发经费省财政资助部分不超过2000万元/项，拟支持1 项。具体资助额度根据预算财务评审确定。

　　项目 1.3 高功率大能量飞秒光纤激光器

　　研究内容：研究高功率、大能量飞秒光纤激光技术，开展重频可调 飞秒光纤激光种子源、飞秒激光时间和光谱稳定性技术研究; 研究高功率脉冲激光放大与脉冲压缩技术，实现百瓦级全光纤非线性飞秒激光放大;研究飞秒光纤激光多路合束技术， 突破高功率合束器、脉冲压缩器设计与制备技术;研究多路合束飞秒光纤激光的时间和空间稳定性、延时锁定和空间相干性技术，实现1.0µm高功率、大能量飞秒光纤激光输出; 开展在医疗健康、精细加工、超快测量等领域应用。

　　考核指标：研制完全自主的高性能飞秒光纤激光种子源、高功率飞 秒光纤激光放大器，通过多路合束实现1.0µm高功率、大能 量飞秒激光输出，其中：

　　1) 高性能飞秒光纤激光种子源：重频1-100MHz可调， 在100MHz下输出功率>100mW，脉冲宽度<200fs。

　　2) 高功率飞秒光纤激光放大器：重频1-100MHz可调， 单路饱和输出功率>300W，在1MHz下的脉冲能量>0.3mJ， 脉冲宽度<200fs，光束质量M2<1.25。

　　3) 多路合束飞秒光纤激光器系统：重频1-100MHz可调，输出功率>1200W，在1MHz下的脉冲能量>1.2mJ，脉冲宽度<200fs，光束质量M2<1.3，脉冲能量稳定性(RMS)< 1%。

　　4) 申请本项目相关发明专利不小于10件，实现1.0µm高功率大能量飞秒光纤激光器的小批量生产和在医疗健康、精 细加工、超快测量等领域应用示范，销售不少于10台。

　　支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研发经费省财政资助部分不超过3000万元/项，拟支持1 项。具体资助额度根据预算财务评审确定。

　　项目 1.4 面向增材制造的高像素紫外Micro LED 数字光场芯片与核心部件研制

　　研究内容：面向增材制造领域对千万像素级紫外数字光场芯片的 需求，研究基于自发光紫外Micro LED数字光场芯片用底层硅基CMOS集成电路设计技术，研究微米级紫外Micro LED 材料与刻蚀技术，研究CMOS集成电路与紫外Micro LED键合技术，研究DEMURA外部补偿技术，研究像素隔离型小发 散角紫外Micro LED技术，完成大幅面图像分割高速扫描驱动器研制，解决微米级紫外Micro LED的巨量转移问题和紫外Micro LED数字光场芯片封装及光场均匀性等问题。开展基于千万像素级紫外Micro LED数字光场芯片在增材制造领域的应用研究，实现应用示范。

　　考核指标：

　　1) 研发具有自主知识产权的主动寻址自发光紫外Micro LED数字光场芯片。单Micro LED芯片数字调制像素分辨率≥1200万;单发光单元尺寸≤8µm，相邻发光单元间距≤2µm;发光单元全开时波长405nm±8nm;芯片光发散角≤15°，光场 均匀性≥85%，芯片帧率≥50fps;发光单元全开输出光功率≥6W;使用寿命≥10000h。

　　2) 基于自发光紫外Micro LED数字光场芯片的光固化增材制造装备成形尺寸≥200mm×100mm，曝光面感光像素良 率≥99%，曝光面光场均匀度≥85%。

　　3) 申请本项目相关发明专利不小于10件，实现自发光 紫外Micro LED数字光场芯片与核心部件的小批量生产，在增材制造领域实现2家以上企业的应用示范各不少于10台。

　　申报要求：本项目要求企业牵头申报。

　　支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本 项目研发经费省财政资助部分不超过1500万元/项，拟支持1项。具体资助额度根据预算财务评审确定。

　　项目 1.5 超短脉冲激光多轴振镜旋切加工头研制

　　研究内容：研究超短脉冲激光与金属、碳纤维复合材料等材料相互 作用机理;研究激光脉冲时域特性对热影响区、重熔层♘度 及孔内壁粗糙度的影响;研究激光束能量空间分布、光学偏 振特性对加工尺寸与精度的影响;攻克超短脉冲圆偏振激光 高速旋转扫描对微孔和切割加工质量与精度控制关键技术; 研发光路、镜片、振镜电机与编码器等核心部件，开发多轴 同步控制的算法与控制卡等软硬件;开发多轴振镜旋切加工头与相应的控制软件和与之配套的双摆头、机床以及工艺数 据库，实现应用示范。

　　考核指标：采用自主可控的超短脉冲激光器和数控系统，自主研发 光路、镜片、振镜电机与编码器、控制软硬件等核心部件， 开发超短脉冲激光多轴振镜旋切加工头及其配套设备，开展 工艺验证研究实现应用。其中：

　　1) 光束加工范围 0～1mm，焦点调节范围±1mm，光束倾角范围±8°，重复精度≤0.5µm，旋转频率≥200Hz;输出激 光为圆偏振光。

　　2) 编码器的分辨率≥40µm/212。光栅式振镜电机的运行 精度：重复精度<2µrad，零位漂移<15µrad/k，增益漂移< 8ppm/k，位置解析度 24 位。

　　3) 五轴联动机床精度：直线轴 X 、Y、Z 轴，定位精度≤0.02mm，重复定位精度≤0.015mm;双摆A、C 轴，定位精度≤30″，重复定位精度≤20″。

　　4) 加工金属材料的最小孔径≤25µm，最小深径比≥20:1 。加工孔径为 0.3mm、角度为 20°的斜孔时，出口与入口直径偏差≤0.03mm，孔内壁粗糙度 Ra≤0.8µm，重熔层 ≤0.05mm，内壁无裂纹。

　　5) 采用旋转扫描加工切割♘度≥10mm、直径≥10mm 的碳纤维复合材料时，孔形圆度误差≤0.04mm，圆柱度误差≤0.05mm。

　　6) 建立工艺数据库，申请本项目相关发明专利不小于10 件，核心软件拥有著作权，实现在航空航天、汽车、电子信息等领域的精密加工装备上的应用示范，并在 2 家以上企业应用各不少于 5 台。

　　申报要求：本项目要求企业牵头申报。

　　支持方式与强度：采用竞争性评审、无偿资助方式;本项目研发经费省财政资助部分不超过1500万元/项，拟支持1 项。具体资助额度根据预算财务评审确定。

申报要求

　　(一) 项目申报单位(包括企业、科研院所、高校、其他事业单位和行业组织等)应注重产学研结合、整合省内外优势资源;同时应注重优选合作单位，原则上同一项目牵头单位与参与单位总数不超过5家(含)。对企业牵头或国家、省实验室(含分中心)牵头申报的项目，优先予以支持。

　　(二) 项目牵头单位应在该领域具有显著优势，具备较强的研究开发实力或资源整合能力，承担项目的核心研究、组织任务。项目申报应认真做好经费预算，按实申报，且符合指南要求。

　　(三) 申报项目必须有自筹经费投入，企业牵头申报的，项目总投入中自筹经费原则上不少于70%(各单位自筹经费比例应与财政经费分配比例相适应);非企业牵头申报的，项目总投入中自筹经费原则上不少于50%。在财政资金分配方面，牵头单位原则上应分配最大的资金份额。

　　(四) 省重点领域研发计划申报单位总体不受在研项目数的限项申报约束，但不鼓励同一研究团队或同一单位分散力量，在申报同一专项时，同一研究团队原则上只允许牵头1项或参与1项，同一法人单位原则上只允许牵头及参与不超过3项，否则纳入科研诚信记录并进行相应处理。

　　(五) 项目负责人应起到统筹领导作用，能实质性参与项目的组织实施，防止出现拉本领域高端知名专家挂名现象。

　　(六) 项目内容须真实可信，不得夸大自身实力与技术、经济指标。各申报单位须对申报材料的真实性负责，申报单位和推荐单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》(厅字〔2018〕23号)要求，加强对申报材料审核把关，杜绝夸大不实，甚至弄虚作假。各申报单位、项目负责人须签署《申报材料真实性承诺函》(模板可在阳光政务平台系统下载，须加盖单位公章)。项目一经立项，技术、产品、经济等考核指标无正当理由不予修改调整。

　　(七) 有以下情形之一的项目负责人或申报单位不得进行申报或通过资格审查：

　　1.项目负责人有广东省级科技计划项目3项以上(含3项)未完成结题或有项目逾期一年未结题(平台类、普惠性政策类、后补助类项目除外);

　　2.项目负责人有在研广东省重大科技专项项目、重点领域研发计划项目未完成验收结题(此类情形下该负责人还可作为参与人员参与项目团队);

　　3.在省级财政专项资金审计、检查过程中发现重大违规行为;

　　4.同一项目通过变换课题名称等方式进行多头或重复申报;

　　5.项目主要内容已由该单位单独或联合其他单位申报并已获得省科技计划立项;

　　6.省内单位项目未经科技主管部门组织推荐;

　　7.有尚在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录;

　　8.违背科研伦理道德。

　　(八) 申报项目符合申报指南各专题方向的具体申报条件。

评审及立项说明

　　省重点领域研发计划项目由第三方专业机构组织评审，对申报项目的背景、依据、技术路线、科研能力、时间进度、经费预算、绩效目标等进行评审论证，并进行技术就绪度和知识产权等专业化评估：

　　(一)技术就绪度与先进性评估。本专项主要支持技术就绪度3～6级的项目，项目完成时技术就绪度一般应达到7～9级，原则上项目完成后技术就绪度应有3级以上提高(技术就绪度标准见附件2)，各申报单位应在可行性报告中按要求对此进行阐述并提供必要的佐证支撑材料(可行性报告提纲可在阳光政务平台系统下载)。

　　(二)查重及技术先进性分析。将利用大数据分析技术，对照国家科技部科技计划历年资助项目与广东省科技计划历年资助项目，对拟立项项目进行查重和先进性等分析。

　　(三)知识产权分析评议。项目研究成果一般应有高质量的知识产权，请各申报单位按照高质量知识产权分析评议指引(见附件3)的有关要求，加强本单位知识产权管理，提出项目的高质量知识产权目标，并在可行性报告中按要求对此进行阐述并提供必要的佐证支撑材料(可行性报告提纲可在阳光政务平台系统下载)，勿简单以专利数量、论文数量作为项目目标。

　　拟立项项目按程序审核报批后纳入项目库管理，视年度财政预算及项目落地情况分批出库支持，结合项目进展分阶段拨付财政资金。

　　本指南中采取“竞争择优”方式的同一申报方向(或项目)，如申报数量不足3家，将视为竞争性不足，不进入评审评议环节，并不予立项支持;申报数量达3家及以上的，经形式审查、评审评议后，原则上只立项支持1项(指南有特殊说明的除外)，在评审结果相近且技术路线明显不同时，可予以并行支持。