华日精密激光专利分析

时间：2016-10-19 10:35:45

华日精密激光专利分析

作者 ‖ 李鑫（北京众达德权知识产权代理有限公司副总、律师、代理人）

 胡琦旖 （北京众达德权知识产权代理有限公司专利代理人）

第一章 华日精密激光获批 国家科技重点研发专项

2016年9月27日，光谷企业华工科技牵头的两大激光技术入列“国家科技重点研发专项”，并在国家科技部见证下启动。

国家科技重点研发专项，是国家科技体制改革之后，第一次发布的重大研发专项。首批启动的42个项目中，激光项目占7个。

其中，“工业级皮秒/飞秒激光器关键技术研究及产业化”由华工科技旗下武汉华日精密激光有限责任公司牵头，联合中科院上海光学精密机械研究所、华中科技大学、锐科光纤、华工激光等4家单位共同申报。

激光器是激光设备的“心脏”，类似汽车的发动机。精密加工业对超快激光器的需求持续增长，但在科研和工业化领域，我国皮秒、飞秒激光器缺乏核心器件，导致超快激光器研发、生产受制于人，成本居高不下。该项目正是针对核心光源“空心化”的产业瓶颈，在核心材料、元件、系统、成套设备等方面实现全自主研发，批量供应，打破西方国家的技术垄断。

皮秒、飞秒是极短的时间单位，皮秒激光器一次加工时间只有1千亿分之一秒，飞秒激光器更快到35万亿分之一秒。在一张薄如蝉翼的手机面板上，激光穿透的孔精细到插不进一根头发，即便是蓝宝石类易碎材料，也可瞬间完成无裂切割。在制作心血管支架及眼科手术中，更是一把“快枪手”。

该项目完成后，国产同类设备价格可降低40%以上，并将带动3C、医疗、光伏、新能源等领域技术发展。

 

第二章 武汉华日精密激光介绍

武汉华日精密激光股份有限公司（Wuhan Huaray Precision Laser Co.,Ltd.）是华工科技（股票代码：000988）旗下的一家先进固体激光器专业制造商，秉承“汇聚全球智慧，实现中国智造”的理念，华日在全球范围内寻求技术资源，经过与国际顶尖器件供应商的紧密合作以及持续的制程优化与创新，在中国实现高可靠产品的批量交付，全系列产品均具有自主知识产权。

华日激光拥有三大研发中心——北美（多伦多）超快激光器研发中心、中国武汉紫外与深紫外激光器研发中心、武汉飞秒激光器研发中心。由两位国家千人计划专家，一位湖北省百人计划专家领衔产品研发工作，坚持以市场需求引导新产品的研发，并根据材料加工领域的不同应用，研发出纳秒级-皮秒级-飞秒级等多种脉宽，红外-绿光-紫外等多波段的固体激光器产品。

 

第三章 武汉华日精密激光专利分布

截止2016年9月30日，武汉华日精密激光的专利列表如下：

表1 武汉华日精密激光专利列表

	申请号	专利名称	专利类型
1	CN201510728584.9	端泵激光晶体的散热结构及激光晶体的夹持方法	发明
2	CN201120502008.X	固体激光器的风冷水循环冷却装置	实用新型
3	CN201420700514.3	一种用于密封的激光器光学腔内循环高度净化系统	实用新型
4	CN201520857404.2	端泵激光晶体的散热结构	实用新型
5	CN201430456303.5	小功率固体激光器(A型)	外观设计

 

从上表可以看出，武汉华日精密激光的专利申请较少，仅有5件，发明专利1件，实用新型专利3件，外观设计1件。其中，CN201510728584.9（发明）和CN201520857404.2（实用新型）为同日申请。

实用新型专利在初步审查合格后就可以授权，而发明专利在初步审查后要进行实质审查。与现有技术相比，发明应该具有突出的实质性特点和显著的进步，而实用新型只需具有实质性特点和进步即可。因此，发明专利的技术含量和创新程度普遍高于实用新型专利。武汉华日精密激光的发明专利仅占专利申请总量的20%，反映出专利技术含量较低、创新能力较弱。

此外，上述专利并没有具体针对皮秒/飞秒激光器的研究内容。武汉华日精密激光应该借“工业级皮秒/飞秒激光器关键技术研究及产业化”项目重点突破，完成有效的专利布局体系。

 

第四章 国内皮秒/飞秒激光器的专利分布

4.1数据来源

搜索条件：TI,AB,CLM=(飞秒 AND 激光器） OR TI,AB,CLM=(皮秒 AND 激光器），发明、实用新型、外观设计。

专利数量：1223件

 

4.2概况分析

为了研究皮秒/飞秒激光器领域国内专利的发展趋势，我们对采集的专利申请数据按时间序列进行了统计分析。图1为国内在皮秒/飞秒激光器领域的专利申请件数趋势分析图。截止到2016年9月30日，国内在皮秒/飞秒激光器领域专利申请1223件。

 

图1 国内在皮秒/飞秒激光器领域的专利年度申请量

 

从整体趋势来看，皮秒/飞秒激光器领域的专利申请的发展经历了发展起步期和快速发展期。图1展示了国内在皮秒/飞秒激光器领域专利申请的发展情况，从图1中可以看出，国内关于皮秒/飞秒激光器的专利布局起始于1992年，1992年-2007年，国内关于皮秒/飞秒激光器的专利申请为发展起步期，2008年之后，国内关于皮秒/飞秒激光器的专利申请保持较稳定的增长。其中，2015年国内关于皮秒/飞秒激光器的专利申请高达212件。由于专利公开的技术问题，2015-2016年的部分专利尚未完全公开，可以判断现阶段该技术领域仍处于快速发展阶段。

 

 

图2 国内在皮秒/飞秒激光器领域的专利年度申请量

 

专利年度授权量与专利年度申请量呈一致性发展趋势，从图2中可以看出，1995年国内在皮秒/飞秒激光器领域获得第一件专利授权，1995年-2010年，国内关于皮秒/飞秒激光器的专利授权量保持稳步增长的趋势，2010年之后，国内关于皮秒/飞秒激光器的专利年度授权量保持较较快的增长。其中，2015年国内关于皮秒/飞秒激光器的专利授权量为102，2016年专利授权量为119。

 

 

图3 国内在皮秒/飞秒激光器领域的专利类型分布

表2 国内在皮秒/飞秒激光器领域的专利类型分布

	发明	实用新型	外观设计
申请量	1029	191	3

 

图3和表2显示，在皮秒/飞秒激光器领域的专利申请中发明的申请数量为1029,占申请总量的84.14%；实用新型的申请数量为191，占申请总量的15.62%；外观设计的申请量为3，占申请总量的0.24%。说明在国内在皮秒/飞秒激光器领域的申请的专利技术含量高、创新能力强。

而武汉华日精密激光的发明申请仅占申请总量的20%，实用新型的申请占申请总量的60%，外观设计占申请总量的20%。武汉华日精密激光与国内申请在专利类型分布的差异较大，武汉华日精密激光应该更注重专利布局，提高发明的申请占比。

 

4.3 申请人分析

 

图4 国内在皮秒/飞秒激光器领域的申请人排行榜

图4对皮秒/飞秒激光器领域在国内的专利申请人进行了统计，具体选取排名前10的申请人进行统计。如图4所示，中国科学院上海光学精密机械研究所占据排行榜的首位，其次为哈尔滨工业大学、天津大学、中国科学院物理研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所、北京工业大学、深圳大学、中国科学院半导体研究所、清华大学、江苏大学。

可以看到，排名前10的申请人均为科研机构和高校。武汉华日精密激光应该加强和它们的合作，将两方面的优势相结合，既有助于获得更高水准的科研成果，也有利于成果的转化，相得益彰。

“工业级皮秒/飞秒激光器关键技术研究及产业化”项目是由武汉华日精密激光有限责任公司牵头，联合中科院上海光学精密机械研究所、华中科技大学、锐科光纤、华工激光等4家单位共同申报。反映出武汉华日精密激光与中国科学院上海光学精密机械研究所已经有紧密的合作。

 

 

图5 国内在皮秒/飞秒激光器领域的申请人研发力分析

 

图5是国内在皮秒/飞秒激光器领域的申请人研发力情况，横轴是申请人，纵轴是主IPC小类，气泡的大小表示申请量的多少。

从图5可以看出，排名前10的申请人的研发主要分布在H01S、G01N、B23K、G02F、G02B这5个小类上。其中中国科学院上海光学精密机械研究所和天津大学研究涵盖上述5个小类，其他申请人的研究也至少涉及上述3个小类。说明在皮秒/飞秒激光器领域研究涉及面广，分类较细，也反映出上述申请人的研发能力强。

 

4.4 IPC技术构成

图6主要用来反映国内在皮秒/飞秒激光器领域的重点技术排名情况。在数据处理中考虑了副分类，按每个IPC专利分类计数（注：由于1件专利文献可以有几个分类号，所以在IPC分类号统计集合中涉及的专利数大于采集的专利数）。在皮秒/飞秒激光器涉及的所有IPC小组中，各分类号所代表的专利申请数量如下表3中所示。

 

图6 国内在皮秒/飞秒激光器领域专利IPC技术构成分析

表3 国内在皮秒/飞秒激光器领域专利IPC技术构成分析

图6和表3均为皮秒/飞秒激光器领域专利申请IPC技术构成情况。 

专利申请数量排名前五的分类号所代表的技术主题在下表4中进行详细阐释：

表4 IPC技术主题

分类号	含义	申请数量
H01S	利用受激发射的器件	378
G01N	借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料	225
B23K	钎焊或脱焊；焊接；用钎焊或焊接方法包覆或镀敷；局部加热切割，如火焰切割；用激光束加工	186
G02B	光学元件、系统或仪器	133
G02F	用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置	118

从表4可以看出，技术主题为利用受激发射的器件的专利申请数量占有的百分比最大，其共申请了378项专利，占总量的36.35%；其次是借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，其共申请了225项专利，占总量的21.63%；排名第三的是钎焊或脱焊；焊接；用钎焊或焊接方法包覆或镀敷；局部加热切割，如火焰切割；用激光束加工，其共申请了186项专利，占总量的17.88%。排名第四的是光学元件、系统或仪器，其共申请了133项专利，占总量的12.79%。排名第五的是用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置，其共申请了118项专利，占总量的11.35%。

可以看到，技术主题为利用受激发射的器件的专利申请数量巨大，因此进一步的，针对该技术领域进行分类：

 

表5 H01S重点技术排名

分类号	含义	申请数量
H01S3/00	激光器，即利用受激发射对红外光、可见光或紫外线进行产生、放大、调制、解调或变频的器件	339
H01S5/00	半导体激光器	24
H01S1/00	微波激射器，即利用受激发射对波长比红外射线长的电磁波进行产生、放大、调制、解调或变频的器件	12

 

表5可以看出，技术主题为激光器，即利用受激发射对红外光、可见光或紫外线进行产生、放大、调制、解调或变频的器件（IPC为H01S3/00）的专利申请数量占有的百分比最大，其共申请了339项专利，占总量的89.68%。其次是半导体激光器技术主题（IPC为H01S5/00）的专利申请量为24，占总量的6.35%。排在第三位的技术主题为微波激射器，即利用受激发射对波长比红外射线长的电磁波进行产生、放大、调制、解调或变频的器件，专利申请数量为12，占总量的3.17%。

 

第五章 合作机构的专利实力分析

5.1 中国科学院上海光学精密机械研究所

5.1.1 申请专利列表

表6 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域申请专利列表

申请号	名称	人工标引
CN200620040719.9	多路激光脉冲同步触发装置	同步
CN200620040983.2	激光脉冲展宽与压缩装置	脉冲宽度
CN200520041252.5	超快时间分辨X射线谱仪	激光光源、光谱
CN200420090645.0	超快高分辨含有色散元件的飞秒全息装置	激光光源、全息
CN200420090643.1	高功率飞秒脉冲全息层析装置	激光光源、全息
CN200420090985.3	测试飞秒激光器空间相干性装置	空间相干性
CN200420090646.5	亚皮秒时间分辨X射线二极管成像装置	激光光源、成像
CN200320122436.5	飞秒脉冲全息层析装置	激光光源、全息
CN03210775.7	激光二极管泵浦皮秒主动锁模固体平面波导激光器	激光器结构
CN200320107827.X	飞秒脉冲全息装置	激光光源、全息
CN03229123.X	飞秒强电流高亮度电子显微镜装置	激光光源、成像
CN00259521.4	产生双十太瓦级不同脉宽脉冲的复合激光装置	激光光源、复合激光
CN201420051873.0	基于单探测器的偏振频域光学相干层析成像系统	激光光源、成像
CN201220629950.7	Y型波导激光直写装置	激光光源、微纳加工
CN200720070442.9	光学参量啁啾脉冲放大激光系统	激光系统
CN200620045617.6	产生高重复频率超短超强激光脉冲列的装置	激光光源、脉冲列
CN200610030787.1	产生高重复频率超短超强激光脉冲列的装置和方法	激光光源、脉冲列
CN200610025641.8	激光脉冲展宽与压缩装置	脉冲宽度
CN200610026621.2	飞秒激光散斑相关法测量微小位移的装置和方法	激光光源、散射体的空间运动
CN200610025355.1	多路激光脉冲同步触发装置	同步
CN200610023416.0	透明SiO<SUB>2</SUB>凝胶内部形成三维彩色图案的方法	激光光源、立体图案
CN200510111595.9	铌酸锂晶体微区周期性畴结构的制备方法	激光光源、微纳加工
CN200510110054.4	制备纳米光栅的装置和方法	激光光源、微纳加工
CN200510025329.4	小型化光学参量啁啾脉冲放大激光系统	激光系统
CN200510025559.0	超快时间分辨X射线谱仪	激光光源、光谱
CN200510023477.2	制备导电聚合物周期性微结构的方法	激光光源、微纳加工
CN200410084248.7	在晶体内部写入套刻光栅的方法	激光光源、微纳加工
CN200410067780.8	时间分辨光电子放大X射线显微镜	激光光源、成像
CN200410052916.8	消色差光学参量啁啾脉冲放大系统	激光系统
CN200410054072.0	飞秒激光器空间相干性测试装置	空间相干性
CN200410018165.8	采用飞秒激光和固体浸润透镜加工近场小孔的装置	激光加工
CN200410017065.3	LiF晶体微米线色心激光器的制作方法	激光器结构
CN200410017497.4	时间分辨光阴极X射线二极管成像装置	激光光源、成像
CN200410017062.X	高次谐波软X射线相衬显微镜	激光光源、成像
CN200410016415.4	小型化近共线近简并的OPCPA和CPA混合型超短超强激光系统	激光系统
CN200410016724.1	飞秒脉冲全息层析装置	激光光源、全息
CN200410016721.8	高分辨率飞秒全息装置	激光光源、全息
CN200410016482.6	双泵浦光非共线光学参量啁啾脉冲放大系统	激光系统
CN200410016481.1	结合达曼光栅获得三束飞秒激光相干的方法	激光光源、微纳加工
CN200410016480.7	测试散射体光学特性的飞秒干涉仪	激光光源、全息
CN200310109406.5	飞秒脉冲全息层析装置	激光光源、全息
CN200310108611.X	台式全固化高重复频率飞秒激光装置	激光系统
CN200310108485.8	飞秒脉冲全息装置	激光光源、全息
CN03151090.6	激光二极管泵浦皮秒主动锁模固体平面波导激光器	激光器结构
CN03150511.2	飞秒倍频激光直写系统及微加工方法	激光光源、微纳加工
CN03142107.5	飞秒激光单脉冲形成二维纳米尺度周期结构的工作装置	激光光源、微纳加工
CN03115583.9	飞秒强电流高亮度电子显微镜装置	激光光源、成像
CN03116837.X	飞秒激光在金属薄膜上制备周期性微结构的方法	激光光源、微纳加工
CN02112074.9	无色透明玻璃内部多色立体图案的形成方法	激光光源、立体图案
CN00127833.9	同步输出十太瓦级不同脉宽的双脉冲激光装置	同步
CN96116381.X	飞秒激光器的相位薄膜	激光器结构、薄膜
CN92108443.9	高功率光电导开关脉冲发生器	激光系统
CN201610420758.X	飞秒激光成丝加载高压后诱导产生离子风的装置及方法	激光成丝、电晕放电、离子风
CN201610323541.7	大能量周期量级超高信噪比飞秒种子脉冲产生装置	激光系统
CN201610222294.1	飞秒激光等离子体通道长度的测量装置与方法	激光成丝、电晕放电、等离子体
CN201610058876.0	透明材料中环状波导的飞秒激光直写装置和方法	激光光源、微纳加工
CN201510501405.8	波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置	激光系统
CN201510398978.2	激光诱导水凝结模拟系统	激光诱导
CN201510054206.7	温度气压可控的激光诱导高压放电模拟系统	激光诱导
CN201510003278.9	1030nm全固态激光器	激光器结构
CN201510031349.6	级联光子晶体光纤激光器	激光器结构
CN201410647333.3	激光等离子体谱测量装置	激光诱导
CN201410524967.X	单次超快脉冲时间波形和信噪比的测量装置	激光光源、测量
CN201410336518.2	双光束延迟激光损伤测试系统	激光光源、测试
CN201410025427.7	高对比度的啁啾脉冲放大装置	激光系统
CN201410081766.7	超短激光脉冲飞秒量级延时同步方法	同步
CN201410083576.9	消除高阶色散的啁啾脉冲展宽压缩放大系统	脉冲宽度
CN201410038761.6	基于单探测器的偏振频域光学相干层析成像系统	激光光源、成像
CN201310645599.X	光纤和空间混合的再生激光放大器	激光器结构
CN201310419707.1	基于声光扫描的三维视频激光雷达系统	激光光源、三维视频成像
CN201310151173.9	高能电子束磁场诊断仪	激光光源、测试
CN201310129789.6	周期量级飞秒激光脉冲的载波-包络相位的测量方法	激光光源、测量
CN201310153550.2	熔石英元件表面损伤生长点的修复方法	元件损伤修复
CN201310072112.3	CPA、CPRA与OPCPA混合式超高峰值功率激光脉冲放大装置	激光系统
CN201310041970.1	产生宽带可调谐相干极紫外或软X射线的装置	激光光源、调谐
CN201210485868.6	Y型波导激光直写装置	激光光源、微纳加工
CN201210137789.6	利用飞秒激光在KCl晶体中空间选择性地着色的方法	晶体着色
CN201210295824.7	正弦相位调制的并行复频域光学相干层析成像系统和方法	激光光源、成像
CN201210157966.7	光学参量啁啾脉冲放大器	激光系统
CN201210138150.X	光参量啁啾脉冲放大装置	激光系统
CN201210112339.1	多光束并行激光直写装置及其直写方法	激光光源、微纳加工
CN201210042435.3	超强超短激光脉冲超连续谱的调控装置及其调控方法	光谱调控
CN201110421735.8	高重频锁模光纤激光器	激光器结构
CN201110229222.7	缩短飞秒激光在空气中成丝长度的装置和方法	激光成丝
CN201110105698.X	飞秒激光成丝及超连续辐射的控制装置和控制方法	激光成丝
CN201010217731.3	合成孔径飞秒脉冲数字全息记录装置	激光光源、全息
CN201010234882.X	激光脉冲同步触发装置	同步
CN201010234873.0	脉宽调谐的全固态被动锁模皮秒激光器和方法	激光器结构
CN201010227030.8	具有实时监测的基于达曼光栅的飞秒激光并行微加工装置	激光光源、微纳加工
CN201010177725.X	飞秒激光快速加工装置	激光光源、微纳加工
CN201010177608.3	飞秒激光加工装置	激光光源、微纳加工
CN201010177602.6	物质光学特性的检测系统	激光光源、测量
CN201010122335.2	飞秒数字全息动态观察测量装置	激光诱导
CN200910247569.7	载波包络相位稳定的宽带光学参量啁啾脉冲放大激光系统	激光系统
CN200910049355.9	远程全光同步光学参量啁啾脉冲放大激光系统	激光系统
CN200810038507.0	飞秒激光脉冲空气中快速成丝的方法	激光成丝
CN200710041417.2	光学参量啁啾脉冲放大激光系统	激光系统

 

从表6中可以看到，中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利中涉及成像、全息的专利共有19件，包括：超快高分辨含有色散元件的飞秒全息装置（CN200420090645.0）、高功率飞秒脉冲全息层析装置（CN200420090643.1）、亚皮秒时间分辨X射线二极管成像装置（CN200420090646.5）、飞秒脉冲全息层析装置（CN200320122436.5）、飞秒脉冲全息装置（CN200320107827.X）、时间分辨光阴极X射线二极管成像装置（CN200410017497.4）、高次谐波软X射线相衬显微镜（CN200410017062.X）、飞秒脉冲全息层析装置（CN200410016724.1）、高分辨率飞秒全息装置（CN200410016721.8）、测试散射体光学特性的飞秒干涉仪（CN200410016480.7）、飞秒脉冲全息层析装置（CN200310109406.5）、飞秒脉冲全息装置（CN200310108485.8）、基于单探测器的偏振频域光学相干层析成像系统（CN201410038761.6）、基于单探测器的偏振频域光学相干层析成像系统（CN201420051873.0）、时间分辨光电子放大X射线显微镜（CN200410067780.8）、飞秒强电流高亮度电子显微镜装置（CN03229123.X）、飞秒强电流高亮度电子显微镜装置（CN03115583.9）、正弦相位调制的并行复频域光学相干层析成像系统和方法（CN201210295824.7）、合成孔径飞秒脉冲数字全息记录装置（CN201010217731.3）。

中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利中涉及激光系统的专利共有16件，包括：光学参量啁啾脉冲放大激光系统（CN200720070442.9）、小型化光学参量啁啾脉冲放大激光系统（CN200510025329.4）、消色差光学参量啁啾脉冲放大系统（CN200410052916.8）、小型化近共线近简并的OPCPA和CPA混合型超短超强激光系统（CN200410016415.4）、双泵浦光非共线光学参量啁啾脉冲放大系统（CN200410016482.6）、台式全固化高重复频率飞秒激光装置（CN200310108611.X）、高功率光电导开关脉冲发生器（CN92108443.9）、大能量周期量级超高信噪比飞秒种子脉冲产生装置（CN201610323541.7）、波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置（CN201510501405.8）、高对比度的啁啾脉冲放大装置（CN201410025427.7）、CPA、CPRA与OPCPA混合式超高峰值功率激光脉冲放大装置（CN201310072112.3）、光学参量啁啾脉冲放大器（CN201210157966.7）、光参量啁啾脉冲放大装置（CN201210138150.X）、载波包络相位稳定的宽带光学参量啁啾脉冲放大激光系统（CN200910247569.7）、远程全光同步光学参量啁啾脉冲放大激光系统（CN200910049355.9）、光学参量啁啾脉冲放大激光系统（CN200710041417.2）。

中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利中涉及微纳加工的专利共有15件，包括：铌酸锂晶体微区周期性畴结构的制备方法（CN200510111595.9）、制备纳米光栅的装置和方法（CN200510110054.4）、制备导电聚合物周期性微结构的方法（CN200510023477.2）、在晶体内部写入套刻光栅的方法（CN200410084248.7）、结合达曼光栅获得三束飞秒激光相干的方法（CN200410016481.1）、飞秒倍频激光直写系统及微加工方法（CN03150511.2）、飞秒激光单脉冲形成二维纳米尺度周期结构的工作装置（CN03142107.5）、飞秒激光在金属薄膜上制备周期性微结构的方法（CN03116837.X）、透明材料中环状波导的飞秒激光直写装置和方法（CN201610058876.0）、Y型波导激光直写装置（CN201210485868.6）、多光束并行激光直写装置及其直写方法（CN201210112339.1）、具有实时监测的基于达曼光栅的飞秒激光并行微加工装置（CN201010227030.8）、飞秒激光快速加工装置（CN201010177725.X）、飞秒激光加工装置（CN201010177608.3）、Y型波导激光直写装置（CN201220629950.7）。

中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利中涉及激光器结构的专利共有8件，包括：激光二极管泵浦皮秒主动锁模固体平面波导激光器（CN03210775.7）、LiF晶体微米线色心激光器的制作方法（CN200410017065.3）、激光二极管泵浦皮秒主动锁模固体平面波导激光器（CN03151090.6）、1030nm全固态激光器（CN201510003278.9）、级联光子晶体光纤激光器（CN201510031349.6）、光纤和空间混合的再生激光放大器（CN201310645599.X）、高重频锁模光纤激光器（CN201110421735.8）、脉宽调谐的全固态被动锁模皮秒激光器和方法（CN201010234873.0）。

中国科学院上海光学精密机械研究所申请的专利中涉及激光成丝的专利共有5件，包括：飞秒激光成丝加载高压后诱导产生离子风的装置及方法（CN201610420758.X）、飞秒激光等离子体通道长度的测量装置与方法（CN201610222294.1）、缩短飞秒激光在空气中成丝长度的装置和方法（CN201110229222.7）、飞秒激光成丝及超连续辐射的控制装置和控制方法（CN201110105698.X）、飞秒激光脉冲空气中快速成丝的方法（CN200810038507.0）。

从上述分析可以看出，中国科学院上海光学精密机械研究所的研究范围较广，研发实力强。

 

5.1.2 专利类型分析

 

图7 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域申请专利类型

表7 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域申请专利类型

	发明	实用新型	外观设计
申请量	81	16	0

 

图7和表7显示，中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域的专利申请中发明的申请数量为81,占申请总量的83.51%；实用新型的申请数量为16，占申请总量的16.49%；外观设计的申请量为0。说明中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域的申请的专利技术含量高、创新能力强。

 

5.1.3 发明人研发力分析

 

图8 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域发明人研发力分析

 

图8是中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域的申请人研发力情况，横轴是发明人，纵轴是主IPC小类，气泡的大小表示申请量的多少。

从图8可以看出，排名前10的发明人的研发主要分布在H01S、G02F、G01N、G02B、G03H这5个小类上。其中，徐至展和李儒新研究涵盖上述5个小类，其他发明人的研究基本上都涉及多个小类。说明在皮秒/飞秒激光器领域研究涉及面广，分类较细，也反映出上述发明人的研发能力强。

 

5.1.4 IPC技术构成分析

图9主要用来反映中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域的重点技术排名情况。在数据处理中考虑了副分类，按每个IPC专利分类计数（注：由于1件专利文献可以有几个分类号，所以在IPC分类号统计集合中涉及的专利数大于采集的专利数）。在皮秒/飞秒激光器涉及的所有IPC小组中，各分类号所代表的专利申请数量如下表8中所示。

 

 

图9 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域申请专利IPC技术构成分析

表8 中国科学院上海光学精密机械研究所在皮秒/飞秒激光器领域申请专利IPC技术构成分析

表9 IPC技术主题 

分类号	含义	申请数量
H01S	利用受激发射的器件	38
G02F	用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置	25
G01N	借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料	15
G02B	光学元件、系统或仪器	14
G03H	全息摄影的工艺过程或设备	7

 

从表9可以看出，技术主题为利用受激发射的器件的专利申请数量占有的百分比最大，其共申请了38项专利，占总量的39.18%，这一比例略高于国内范围内该技术主题在总量中的占比（36.35%）。

其次是：用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置，申请专利数量为25，占总量的25.77%，高于国内范围内该技术主题在总量中的占比（11.35%）。

排名第三的技术主题是：借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，共申请专利15件，占总量的15.46%，国内范围内该技术主题占总量的21.63%。

排名第四的技术主题为：光学元件、系统或仪器，共申请专利14件，占申请总量的14.43%，这一比例略高于国内范围内该技术主题在总量中的占比（12.79%）。

排名第五的技术主题为全息摄影的工艺过程或设备，共申请专利7件，占申请总量的7.22%。该技术主题在国内范围内的技术主题排名中并没有进入前五。

 

5.2华中科技大学

5.2.1申请专利列表

表10 华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利列表

申请号	名称	人工标引
CN201520881987.2	一种半导体泵浦放电气体激光器	克服高功率连续单模激光、高功率皮秒飞秒激光的非线性效应
CN201520882291.1	一种激光器	有效防止高功率连续单模激光、高功率皮秒飞秒激光的非线性效应
CN201320006423.5	一种传能光纤传输飞秒激光治疗青光眼的手术装置	飞秒激光器、激光治疗
CN201510981976.6	一种包含光纤内部点阵结构光纤器件的光纤激光器	飞秒激光器与光纤材料相互作用，形成折射率奇点
CN201510751260.7	一种激光器	有效防止高功率连续单模激光、高功率皮秒飞秒激光的非线性效应
CN201510755529.9	一种半导体泵浦放电气体激光器	有效克服高功率连续单模激光、高功率皮秒飞秒激光的非线性效应
CN201510550777.X	一种基于超连续谱的波长可调谐相干光检测系统及方法	飞秒脉冲、相干检测
CN201510361849.6	一种超快椭偏仪装置和测量方法	皮秒量级啁啾脉冲、材料响应特性
CN201210303253.7	一种基于微环谐振器的时域隐身装置	飞秒激光器作为光频率梳发生器
CN201310004449.0	一种传能光纤传输飞秒激光治疗青光眼的手术装置	飞秒激光器、激光治疗
CN201110030248.9	一种用于研究神经网络的系统及其控制方法	生物医学、激光扫描
CN201010589887.4	一种窄线宽光纤布拉格光栅的制作方法	飞秒激光光刻
CN201010258884.2	一种适用于胰管成像的高分辨光学内窥系统	医学诊断
CN201010182213.2	一种分布式布拉格反射光纤激光器的制作方法	飞秒激光光刻

 

通过表10可以看到，申请号为CN201520881987.2、CN201520882291.1、CN201510751260.7、CN201510755529.9的四项专利涉及解决的技术问题相同，均是克服高功率连续单模激光、高功率皮秒飞秒激光的非线性效应。

申请号为CN201320006423.5、CN201310004449.0、CN201110030248.9、CN201010258884.2的四项专利涉及激光治疗或生物医学。

申请号为CN201010589887.4、CN201010182213.2的两项专利涉及利用飞秒激光光刻。

其余专利中飞秒激光器分别起到不同的作用：飞秒激光器与光纤材料相互作用形成折射率奇点、相干检测、作为光频率梳发生器。此外，一项专利利用皮秒量级啁啾脉冲检测材料响应特性。

 

5.2.2 专利类型分析

 

图10 华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利类型

表11 华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利类型

	发明	实用新型	外观设计
申请量	11	3	0

 

图10和表11显示，华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域的专利申请中发明的申请数量为11，占申请总量的78.57%；实用新型的申请数量为3，占申请总量的21.43%；外观设计的申请量为0。说明华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域的申请的专利技术含量较高、创新能力较强。

 

5.2.3 发明人研发力分析

 

图11 华中科技大学皮秒/飞秒激光器领域发明人研发力分析

 

图11是华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域的发明人研发力情况，横轴是发明人，纵轴是主IPC小类，气泡的大小表示申请量的多少。

从图11可以看出，排名前10的发明人的研发主要分布在H01S、A61F、A61B、G02B这4个小类上。发明人的研究领域仅涉及1个或2个小类，反映出上述发明人的研发方向较单一。

 

5.2.4 IPC技术构成分析

图12主要用来反映华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域的重点技术排名情况。在数据处理中考虑了副分类，按每个IPC专利分类计数（注：由于1件专利文献可以有几个分类号，所以在IPC分类号统计集合中涉及的专利数大于采集的专利数）。在皮秒/飞秒激光器涉及的所有IPC小组中，各分类号所代表的专利申请数量如下表12中所示。

 

图12 华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利IPC技术构成分析

表12 华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利IPC技术构成分析

	H01S	A61B		A61F	G02B	G02F
申请量	6	2		2	1	1
	H01S3/00	A61B1/00	A61B5/00	A61F9/00	G02B6/00	G02F2/00
	6	1	1	2	1	1

 

表13 IPC技术主题

分类号	含义	申请数量
H01S	利用受激发射的器件	6
A61B	诊断；外科；鉴定	2
A61F	可植入血管内的滤器；假体；为人体管状结构提供开口、或防止其塌陷的装置；整形外科、护理或避孕装置；热敷；眼或耳的治疗或保护；绷带、敷料或吸收垫；急救箱	2
G02B	光学元件、系统或仪器	1
G02F	用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置	1

 

从表13可以看出，华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利技术主题为利用受激发射的器件的专利申请数量占有的百分比最大，其共申请了6项专利，占总量的42.86%，高于国内范围内该技术主题占比（36.35%）。

排名第四和第五的技术主题分别是：光学元件、系统或仪器；用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置。上述两个技术主题申请专利数量均为1件，各占申请总量的7.14%。作为对比，国内范围内光学元件、系统或仪器技术主题申请专利数占总量的12.79%；用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置技术主题申请专利数量占总量的11.35%。

需要注意的是，华中科技大学在皮秒/飞秒激光器领域申请专利数量排名第二和第三的技术主题均未出现在国内范围、中国科学院上海光学精密机械研究所的技术主题排行榜的前五位。

其中排名第二的技术主题为：诊断；外科；鉴定，排名第三的技术主题为：可植入血管内的滤器；假体；为人体管状结构提供开口、或防止其塌陷的装置；整形外科、护理或避孕装置；热敷；眼或耳的治疗或保护；绷带、敷料或吸收垫；急救箱。上述两个技术主题申请专利数量均为2件，各占申请总量的14.28%。

 

5.3武汉锐科光纤激光技术股份有限公司

表14 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司在皮秒/飞秒激光器领域申请专利列表

申请号	名称	人工标引
CN201610167952.1	一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统	种子源

 

本发明涉及光电技术领域，提供了一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统，其包括控制电路系统及其分别连接驱动系统和反馈系统相连，还包括与驱动系统相连且接受驱动系统控制的种子源、声光调制器、预放大级、主放大级以及与反馈系统相连且向反馈系统发送信号的脉冲信号光监控器和功率监控器，驱动系统驱动种子源并经声光调制器变为脉冲信号激光，少量脉冲信号激光传到脉冲信号光监控器，大量光经光隔离器、预放大级至主放大级并从光隔离器输出的同时，少量光至功率监控器，脉冲信号光监控器及功率监控器将采集的信号送给反馈系统并由反馈系统反馈到控制电路系统，藉此解决了高功率纳秒、皮秒脉冲的技术问题，达成了传输速率快、信号稳定的良好效果。

即武汉锐科光纤激光在皮秒/飞秒激光器技术领域申请的唯一专利涉及整个激光器系统，其中的种子源产生纳秒或皮秒量级脉冲激光。

 

5.4武汉华工激光工程有限责任公司

表15 武汉华工激光工程有限责任公司在皮秒/飞秒激光器领域申请专利列表

申请号	名称	人工标引
CN201610270451.6	利用激光实现玻璃倒边的方法	激光加工

 

本发明涉及激光加工技术领域，提供了一种利用激光实现玻璃倒边的方法，包括通过调整升降台使激光设备发射的聚焦激光束入射到玻璃工件表面，再利用CCD定位系统抓取玻璃外边框，其中升降台为Z轴升降台；激光设备包括采用脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器、扩束准直镜、振镜及透镜，激光器产生的聚焦激光束入射到待倒边的玻璃工件的上表面或下表面；激光束通过振镜和Z轴升降台在玻璃工件上表面或下表面按预先设定的路径进行逐层加工，加工前通过设置振镜扫描速度、激光能量大小来控制每层加工深度，同时配合不同的加工层数使之形成相应角度的斜边或弧形边，藉由前述构造，解决了利用激光进行玻璃倒边的技术问题，达成了批量生产且提高产能及产品良率的良好效果。

即华工激光在皮秒/飞秒激光器技术领域申请的唯一专利是利用超短脉冲宽度实现对玻璃工件的去除，以获得无裂纹无损伤的玻璃工件。激光加工中选择的激光器为皮秒至飞秒的激光器，并不涉及激光器本身的关键技术。

 

第六章 总结

首先，要祝贺华日精密激光获得国家科技重点研发专项项目。

其次，华日精密激光的专利申请总量只有5件，从华日精密激光研发实力和专利数据来看，华日精密激光具有较强的研发实力和专利数据匹配度不高，比如华日精密激光具有三大研发中心，比如北美多伦多超快激光器研发中心、中国武汉紫外与深紫外激光器研发中心、武汉飞秒激光器研发中心，并且具有较多资深的技术专家，按照研发和专利的对应关系，华日精密激光应该具有更多的专利申请和专利布局，以便进一步通过研发实力、研发形象；提高企业的无形资产价值，提高企业的市场竞争力。

然后，通过国内皮秒/ 飞秒激光器的专利分析来看，该技术领域共有专利申请1223件，同时2015年申请高达212件（其中，由于专利制度的原因，2015年尚有部分专利没有公开）。相比较而言，华日精密激光在该领域申请专利数为0，其合作机构，中科院上海精密机械研究所有97件，华中科技大学有14件，武汉锐科光纤激光技术股份有限公司有1件、华工激光1件。通过上述分析，建议华日精密激光一方面提升自身专利布局，另一方面加大和中科院上海精密机械研究所，华中科技大学的合作力度。

再次，通过上述检索分析可以发现，国外公司在中国的专利布局较少，这样的话，针对国内市场的生产和销售完全可以通过利用专利公知公用的方式，通过消化国外产品、技术的方式来提升研发起点，节省研发时间，减少研发经费。同时，需要注意的是，本次检索采用的是粗检索方式，有可能遗漏了部分国外专利数据。进一步的，本项目目的是降低国产同类设备40%以上的价格，故可以采用反向工程国外产品，并通过专利分析的方式予以解决，达到快速产品化的目的。

最后，通过上述分析可以看出，华日精密激光具有较好的科研基础，专利申请数量少可能是专利意识的问题，下一阶段应通过本项目的实施，有效的提升飞秒/皮秒激光器的专利布局，同时，在其他核心技术领域方面也应加大专利布局。同时，应从根本上解决公司的专利意识问题，为未来的发展典型良好的发展基础。

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（众达德权、慧掌门、代理人创业、专利侵权诉讼、专利无效）

 

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