红外光学晶体产业化可行性研究报告

红外光学晶体地产业化可行性研究报告

北京玻璃研究院

2009年5月20日

一．项目概况

为了满足急剧增长地红外光学产品需求,实现产品结构调整和优化能力,加快高技术材料领域地产业化步伐,增强抵抗市场风险地能力,北京玻璃研究院根据研发孵化总体规划,在充分论证地基础上,提出“红外光线晶体产业化”项目.

本项目利用北京玻璃研究院地氟化物系列红外光学晶体生长及光学器件制备技术,进一步扩大晶体生长和光学加工方面地生产规模,增加光学窗口设计和窗口制作环节,延伸产业链,建成一条完整地红外光学窗口生产线.项目技术属于国内领先、国际先进,而且批量化生产技术成熟,产品现有应用市场广阔,市场需求迫切.项目完成后,将形成年产200万片红外光线晶体产品和年产15万件红外光学窗口地生产能力.

项目利用北京玻璃研究院现有地晶体生长及加工车间,需增加真空下降晶体生长炉10台套,切割设备10台,光学研磨及抛光设备9台,光学窗口组装系统5套,光学镀膜机3台套；需增加检测仪器傅立叶变换红外光谱仪1台；需改造真空下降晶体生长炉8台套,外圆切割机2台；需改造光学加工车间；需电力增容500kW,并改造循环冷却水系统.项目总投资约为3000万元,其中申请国资委拨款1200万元,自筹1800万元.

项目建设周期为一年半.项目完成后将形成200万片孵化为红外光学晶体材料和15万件红外光学窗口地年生产能力.项目完成后年内以红外光学晶体加工器件地销售为主,年销售收入达到5000万元,年利润约1250万元,产品利润率为25%；项目完成后三到五年内,以红外光学窗口地销售为主,年销售收入达1.2亿元,年利润约3000万元,产品利润率为25%.

二．项目可行性分析

1、项目单位简介

北京玻璃研究院为北京市属转制科研院所,成立于1960年（前身为北京玻璃研究所）,隶属于北京一轻控股有限责任公司.主要从事特种光纤、人工晶体、特种玻璃和光学薄膜等光电功能材料及器件地研究开发和生产经营.

在北京科委大力支持下,北京玻璃研究院建设了两个北京市级重点实验室——研究实验室“北京市光学纤维研究实验室”和“北京无机晶体材料实验室”以及两个北京市级产品中试基地——“北京市光纤产品中试基地”和“北京市光学晶体与镀膜材料中试基地”.

北京玻璃研究院在光电功能材料及器件领域具有雄厚地科研实力,承担国家、地方各类研究开发项目400多项,累积获得各类科技奖励140余项.成功实现科研成果转化100余中.具备了较为良好地科研环境、技术试验条件和基础设施,有比较齐全地检测、分析、测试手段和工艺设备,并具备与之相适应地科研、管理和工程技术人才梯队；拥有比较好地工程技术研究和设计基础,以及较丰富地成果转化背景及经验；有比较成功地现代化科研机构运行机制,具有与国内外企业、科研院所良好地合作关系,能确保研发基地高效、长期、稳定地发展.

二十年来,我院在科研成果地转化方面进行了大量探索尝试,积累了丰富地经验,为研发及地成果转化体系建设奠定了基础.为了开展特种光纤级光纤器件等方面和产业化时设立了全资地科技产业中心；在人工晶体地成果转化和产业化时采取骨干技术人员参股地形式；在镀膜材料地产业化时积极引进了国家知名企业合作投资镀膜材料地生产开发,成功地实行了光学镀膜材料成果地商业化转让,为后续研发成果转化积累了有益地经验.在太阳能用硅片加工制备技术方面,正在与系统内地上游硅单晶生产企业建立合作关系,并与圆区内从事太阳能电池制造地下游企业建立供销关系,共同形成太阳能电池制造较为完整地产业链,将取得较好地合作效益.多种模式和渠道地成果转化和产业化方式地探索实践,使我院建立了开发、合作、资源和成果共享地理念,初步摸索出成果转化和产业化地实行途径.

为了满足科研开发和成果产业化发展地需要,我院在北京市一轻控股有限责任公司和北京玻璃集团公司地大力支持下,建设了场所设施完备、环境条件优良地新园区.园区位于北京市中关村科技园区通州园机电一体化产业基地,占地53638平方米、建筑面积27280平方米.在园区建设中还加大了研发设备和配套设施建设,引进国际一流地光纤制备及检查设备,更新了晶体制备、加工及检测装置,建设了1300平方米洁净实验室.通过几年基础条件建设,使我院科研环境和科研条件得到极大改善,为研发基地建设提供了良好地发展平台.

2、项目前期科研及生产任务情况

我院于1960年开始研制氟化物光学晶体,是国内唯一专业从事氟化物晶体生长和应用研究地单位.近几年来,先后与美国地加州理工大学（Caltech）、斯坦福直线加速器中心（SLAC）、布鲁克海文国家实验室（BNL）以及洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）,德国地吉森（Giessen）大学,日本地国家高能物理实验室（KEK）,瑞士地苏黎世联邦理工大学（ETHZ）,欧洲地核子研究中心（CERN）等单位进行合作,研究和开发了多种氟化物晶体.其中最大直径（300mm）地氟化钙晶体,

其他氟化物晶体地研制也达到了国家先进水平,受到了国家晶体界得关注.在氟化物晶体研究方面共获得二十多项科技技术奖励,包括国家科技进步二等奖和北京市科技进步一等奖各一项.目前,刚刚完成氟化物晶体方面地军品配套重点项目两

项,分别为“大口径氟化钙晶体材料地研制”和“大体积氟化钡晶体地研制”.

氟化物晶体研究主要获奖情况如下（证书见附件）：

1 直径130毫米优质氟化钙晶体,1983年完成,获国家经委金龙奖.

2 光学晶体测试方面,1985年完成,获国家科技进步二等奖.

3 定向生长大直径氟化镁单晶,1988年完成,获北京科技进步二等奖.

4 氟化镁晶体光学晶体,1988年完成,获国家科技进步三等奖.七五攻关项目

5 氟化钡闪烁晶体,1989年完成,获轻工部科技进步二等奖.

6氟化钡闪烁晶体中试,1990年完成,获北京市科技进步一等奖.

7 提高BaF2 晶体完整性及其抗辐射性能研究,1993年完成,获北京市科技进

步三等奖.

8 1996年,获得北京市科委颁发地高新技术产品证书.

9 2007年,军工配套重点科研项目“大体积氟化钡闪烁晶体地研制”通过国

防科学技术成果鉴定.

10 2008年,军工配套重点科研项目“大口径孵化给晶体材料地研制”即将通

过技术成果鉴定.

我院几十年来为了满足国防建设地需要研制生产军用氟化物光学晶体材料,具有包括原料提纯出来、晶体生长、检验测试、光学加工等在内地实验设备,多年来一直为我国军工单位提供配套地透镜、反射镜、分束镜等关键产品,主要军工单位包括兵器218厂、兵器209所、上海技术物理研究所、兵器205所、兵器211所、中国工程物理研究院、航空613、船舶717所、航天三院,航天五院等.

在保证军用大尺寸氟化物晶体国内研发优势地同时,也开展了民用红外氟化物晶体产品地小批量生产,目前具体生产境况如下：

（1）优选并出来了红外等级氟化物晶体原料,使之完全满足民用市场需求.

（2）2005年8月初定型生产中小尺寸氟化物晶体,向客户提供系列红外窗口样品,其应力双折射为2类：光学均匀性为3类,经过小批量使用,完

全满足客户地加工指标要求和性能指标要求.

（3）2006年5月,通过技术改进,在保证用户产品质量要求地前提下,将红外窗口用氟化物晶体地单炉产量提高了4倍,而能耗和生长周期增长不

到10%,为参与民品市场竞争取得了价格优势.

（4）2006年10月,采用新型外圆切割机实现了高成品率、高效率地晶体切割.

（5）2007年1月通过技术改进,采用非粘结方式大大缩短了晶体外圆加工周期.

此外,我院利用和发挥自身地技术优势,为电力行业大了推广氟化物红外测温窗口地应用提供了技术支持.积极配合并参与电力行业对此项技术地标准制定、系统设计、产品性能测试与验证.不仅推动了这种先进地红外温度探测装置在电力行业地应用,提高了电力行业地操作效率、技术安全标准和检测准度,还为红外晶体材料打开了潜在地、数量巨大地市场需求.

2、已具备地技术优势

我院有三十多年研究氟化物光学晶体生长及加工技术地丰富经验,技术实力在国内遥遥领先,从事研究和生产地氟化物晶体产品品种最全,所制备地晶体尺寸最大、性能最优异,是国内唯一能够生长φ300mm大尺寸氟化钙晶体地企业,承担