1月5日下午，走訪了著名的湖北省激光行業(yè)協(xié)會，請教孫文會長一些問題。激光產(chǎn)業(yè)鏈，上下游；跨行業(yè)解決方案，企業(yè)新機(jī)遇，商會內(nèi)外，零會費(fèi)模式，上市服務(wù)專班；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，傳感器，科大訊飛；建立激光共享加工中心，阿里中央廚房；大棚激光照明系統(tǒng)，激光除草機(jī)……

激光起始于1917年愛因斯坦提出“受激發(fā)射”理論，即一個光子使得受激原子發(fā)出一個相同的光子。

之后的40年時間激光技術(shù)在理論上逐步走向成熟；1960年美國加州Hughes實(shí)驗(yàn)室的TheodoreMaiman實(shí)現(xiàn)了第一束激光，第一臺紅寶石激光器誕生，之后各類激光器層出不窮，行業(yè)進(jìn)入應(yīng)用拓展階段；20世紀(jì)后，激光行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。

激光是指通過人工方式，用光或放電等強(qiáng)能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光。原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級時，釋放的能量以光子形式放出，產(chǎn)生準(zhǔn)直、單色、相干的定向光束。

激光是指原子受激輻射的光，故名“激光”。原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級，再從高能級回落到低能級的時候，所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘（激發(fā)）出來的光子束（激光），其中的光子光學(xué)特性高度一致。

因此激光相比普通光源具有單色性、相干性、高亮度及高方向性。激光應(yīng)用廣泛，包括激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術(shù)等。激光系統(tǒng)可分為連續(xù)波激光器和脈沖激光器。

激光工作應(yīng)用場景廣泛，具體有材料加工、電子信息、航天航空、通訊、美容、軍事武器等方面。其工作方式包括激光切割、激光修復(fù)、激光剝離、激光切邊外還有激光焊接、激光顯示、激光穿孔等。

激光技術(shù)改變了低效率、低附加值、低技術(shù)含量的傳統(tǒng)加工生產(chǎn)模式，目前在電子制造以及金屬精密加工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，激光加工的應(yīng)用主要包括激光切割、激光焊接和激光打標(biāo)等領(lǐng)域。

高端產(chǎn)業(yè)離不開高水平高校。華科是激光研究中心。

激光加工國家工程研究中心是1995年經(jīng)國家計委批復(fù)建設(shè)的首批國家工程研究中心，依托華中科技大學(xué)，1997年轉(zhuǎn)制成立武漢華工激光工程有限責(zé)任公司，2003年通過國家發(fā)改委驗(yàn)收。

中心面向國家重大戰(zhàn)略需求，立足高端激光加工裝備產(chǎn)業(yè)，把握激光加工技術(shù)向極限物理?xiàng)l件、精準(zhǔn)能量施加和多場復(fù)合、多學(xué)科交叉演進(jìn)的發(fā)展趨勢，使激光加工成為新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù)，發(fā)揮激光無堅不摧神奇“光刀”對加工的顛覆性作用，以解決航空航天、軌道交通、電子制造、高端芯片、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域激光加工高端裝備“卡脖子”問題為目標(biāo)，突破高功率激光器、激光加工工藝、激光加工裝備核心器件、激光加工裝備系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)，形成激光加工技術(shù)、核心部件與激光系統(tǒng)的自主創(chuàng)新能力、工程樣機(jī)集成驗(yàn)證能力和先進(jìn)裝備自主供給能力，打造一流的激光加工技術(shù)與高端裝備的研發(fā)基地、推廣平臺和服務(wù)中心。在集成電路、數(shù)控機(jī)床、大飛機(jī)、探月、點(diǎn)火、核電、高超飛行器等國家重大工程中得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)中國激光加工從輔助制造技術(shù)到主流制造技術(shù)的根本轉(zhuǎn)變，搶占全球技術(shù)制高點(diǎn)。

中心根據(jù)自身特點(diǎn)，圍繞市場需求，進(jìn)行資源優(yōu)化，形成了“一個中心，三個基地”的運(yùn)行模式。一個中心即激光加工國家工程研究中心，三個基地分別為研發(fā)基地（5個研究所）、產(chǎn)業(yè)基地（“華工激光”及其孵化參股的12家激光公司）和成果推廣和應(yīng)用基地（全國7個分中心）。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研互為支撐、無縫對接的良性循環(huán)。中心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了單元器件、激光器、激光加工裝備全產(chǎn)業(yè)鏈貫通，國外“卡脖子”技術(shù)越來越少，自主可控技術(shù)越來越多。中心的銷售額從成立之初的1998年不到1千萬元，到2022年超過45億元。

激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。根據(jù)2021年中國激光元器件、激光器、激光加工設(shè)備市場規(guī)模，前瞻初步核算2021年中國激光產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為2055億元，同比增加17.6%。

2022年為投資規(guī)模最高的年份，達(dá)6億元。2021年投融資規(guī)模達(dá)3億元，投資事件共8件。2022年1-10月，投融資規(guī)模達(dá)6億元，事件達(dá)9件，相比2021年投資熱度有所上升。

我是外行，但是這幾年有兩件事影響了我，激光照明、激光除草機(jī)。見到激光協(xié)會孫文先生，把這些問題予以和盤托出。

新加坡7%的農(nóng)作物生產(chǎn)于本國，離不開城市樓群里的垂直果蔬農(nóng)場。很多的農(nóng)產(chǎn)品生長在樓房和樓房之間的空地甚至是停車場，位于新加坡中央商務(wù)區(qū)的CapitaSpring，大樓總共51層，總高度為280米，大樓的中部17層-20層是公眾開放的植物長廊，這里種植著70多種植物，光是高度在4-10米的大樹就有160多棵，這里還有一個新加坡高度最高的城市農(nóng)場。

“垂直農(nóng)場”現(xiàn)實(shí)了空間和資源的充分利用，相比較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)最明顯的優(yōu)勢在于節(jié)約水資源、減少了病蟲災(zāi)害和自然災(zāi)害的幾率，不到1%的土地，1%的水，施合理的肥，不噴灑任何農(nóng)藥，就能種出最新鮮、最美味的農(nóng)產(chǎn)品，新加坡將農(nóng)場溶于城市的高樓大廈里。

新加坡的這家城市農(nóng)場，采用了獨(dú)特的垂直立體栽培，是一個可旋轉(zhuǎn)的立體化蔬菜工廠，產(chǎn)能達(dá)到了傳統(tǒng)蔬菜種植的數(shù)十倍，每一個架子高度為9米，寬度為3米，立體架的跨度為1.7米，一橫排的種植架可以種植48顆蔬菜，一個立體架橫著40個單元的種植架子，一個單元的立體架能夠種菜1920顆，一個單體架子占地僅有5.1平米，15-20天收割一次蔬菜，一年能夠?qū)崿F(xiàn)20地輪種，5.1平米種出了38400顆蔬菜。

這里的垂直農(nóng)場主要產(chǎn)生小白菜、奶白、菜心、芥藍(lán)、菠菜等，為了讓每顆蔬菜都享受到充足的陽光，每層的種植槽會圍繞著鋁合金支架旋轉(zhuǎn)，每8個小時旋轉(zhuǎn)一周，每層架子不斷的旋轉(zhuǎn)下，最頂端的蔬菜曬到日光，溫度較高，旋轉(zhuǎn)到底部時溫度較低，溫度的差異讓蔬菜更美味，旋轉(zhuǎn)的種植槽并不是靠電力來驅(qū)動，而是依靠水重力系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)收集的雨水，為旋轉(zhuǎn)提供動力后，經(jīng)過濾，會進(jìn)入灌溉系統(tǒng)，這一套系統(tǒng)的能耗僅僅只有一個60瓦的燈泡。

新加坡的垂直農(nóng)場完美地繞開了無LED照明輔助，如果采用人工LED照明無疑意味著電力成本的增加，農(nóng)作物一旦種植成本不具有經(jīng)濟(jì)性，就會很難與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)競爭，而隨著新一代激光光照的出現(xiàn)，亮度達(dá)到了LED的兩倍，光電轉(zhuǎn)換效率高，在一畝地的溫室大棚，一個月耗三度電。

生菜口感爽脆深受人們的喜愛，它是一種低熱量高營養(yǎng)的蔬菜，從當(dāng)前市場行情來看，一畝的生菜利潤大概保持在6000元上下，一般種植90天就可收獲并售賣。

把水培種植做到極致要數(shù)日本，一個占地4400平米的蔬菜工廠，高端蔬菜流水線1天生產(chǎn)3萬棵，采用循環(huán)水種菜，生菜生長只需1%的水，所需養(yǎng)分也只占到四分之一，相比較之前的生菜工廠成本降低了30%。

日本的旋轉(zhuǎn)水培生菜農(nóng)場從外形采用了一種圓形穹頂式的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝了水培種菜系統(tǒng)、智能旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、智能采光系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、營養(yǎng)液供給系統(tǒng)、育苗培育系統(tǒng)等，生菜農(nóng)場中心位置的圓形水培種植系統(tǒng)大約有30米寬，工作人員在中心位置種植蔬菜，系統(tǒng)自動化旋轉(zhuǎn)，每天旋轉(zhuǎn)一個小時，它會將種植的蔬菜由內(nèi)到外推出，農(nóng)民們每天都會播種生菜的菜苗，經(jīng)過30天后，種植的生菜就會自動化地旋轉(zhuǎn)到外部邊緣，工作人員只需推著小車收割生菜。

日本旋轉(zhuǎn)的水培生菜農(nóng)場就是一個旋轉(zhuǎn)的大圓盤，智能化的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)為整個大圓盤提供旋轉(zhuǎn)動力，配合水肥系統(tǒng)將營養(yǎng)液源源不斷地輸送給每棵蔬菜的根系，蔬菜的生長離不開光照，智能化的采光系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)會根據(jù)蔬菜的大數(shù)據(jù)，自動調(diào)節(jié)圓形穹頂?shù)墓庹諒?qiáng)度和通風(fēng)時間，為了解決光照不足，這里還安裝了特制的激光植物生長燈，相比較傳統(tǒng)的照明技術(shù)，激光植物補(bǔ)光燈光效率高，能耗小，成本上要比農(nóng)業(yè)大棚常用的LED燈便宜四分之一。

再看看激光除草機(jī)器人。

美國智能機(jī)械公司Carbon Robotic出品的Autonomous Weeder（自動除草機(jī)），通過人工智能和激光來除草，每小時可除草10萬株。能夠讓機(jī)器安全有效地穿行在農(nóng)田里，以識別、瞄準(zhǔn)和清除雜草。與其他除草技術(shù)不同的是，機(jī)器人利用高功率激光通過熱能清除雜草，而不會破壞農(nóng)作物和土壤。自動除草機(jī)使農(nóng)民可以減少使用有極大危害的除草劑，也可以節(jié)約更多勞動力。

不一定是美國的

當(dāng)除草機(jī)開過壟溝時，裝載在車底的12個高分辨率攝像頭，會通過識別雜草分生組織中的熱能，來標(biāo)記出哪些是作物，哪些是雜草。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，它對洋蔥、西蘭花等作物的識別、除草效果最好。

自動除草機(jī)在識別出雜草后，車底的點(diǎn)陣二氧化碳激光模組，精度控制在3mm內(nèi)，可以同時對8處目標(biāo)進(jìn)行激光除草。激光模組支持每50毫秒發(fā)射一次，每小時可以除草高達(dá)10萬株。

中國是蔬菜大國，如果形成“激光農(nóng)業(yè)”，有多大的的市場空間。

周日講課，遇到來自壽光、在武漢做高端蔬菜生意的胡總，與他提到了激光照明、激光除草、花湖機(jī)場等問題，他很有興趣。希望壽光蔬菜大棚與武漢激光產(chǎn)業(yè)合作。