为促进激光技术及应用的发展，中国工程院于2018 年启动了“我国激光技术与应用2035 发展战略研究”重点咨询项目，本文是项目研究综合报告，文章简要分析了激光技术及在科研与产业中的工具性、引领性和颠覆性作用，分析了我国激光技术在前沿激光、制造加工、信息通信、医疗诊治等领域的科研和应用的发展现状，梳理了多个制约加速发展的问题，提出了我国激光技术及应用2035 年发展目标设想：强化顶层统筹谋划，引领我国激光技术与应用产业快速发展；加强基础研究，聚力突破产业化发展中的重大基础问题、共性技术基础和基础材料、器件；设立应用研发专项，打造多个新激光产业链；创新产业协同机制，完善激光产业创新生态；强化激光基础教育，加大对激光及光学学科人才培养力度等政策措施建议。
激光技术自发明以来，就开始广泛应用于信息领域。激光技术促进了信息技术突飞猛进的发展，已是当今信息科技发展的主要动力。“我国激光技术与信息应用2035 发展战略研究”是中国工程院设立的重点咨询项目“我国激光技术与应用2035 发展战略研究”的课题之一，旨在对我国激光技术在信息领域的应用及相关产业发展情况开展全面研究，凝练信息领域激光技术的发展趋势，提出能够促进该领域发展的合理建议。本文通过介绍光通信、激光显示、光存储、光传感等几个激光技术在信息领域的主要应用，对其国内外研究和发展现状、主要关键技术、国内外产业发展情况进行了深入分析，研究提出：确立研究方向重点，布局核心技术开发；搭建产业创新平台，提高技术创新水平；注重知识产权保护，加强高端人才培养；引导“政产学研”协同，促进成果转化合作；加大政策扶持力度，引导行业健康发展；发挥产业集聚优势，增强企业竞争能力。
激光诊疗技术在生命健康领域得到了越来越多的成功应用，成为现代医学精准诊疗的重要组成部分。本文针对激光技术医疗应用主题，重点从实际应用和产业链的视角出发，梳理我国激光技术在临床治疗、诊断和产业化方面的发展现状、前景趋势和存在问题。研究发现，尽管我国在激光治疗技术、医用激光诊疗设备及其产业发展方面均取得了长足进步，但整体而言，激光医疗技术的临床应用仍处于跟踪起步和同步发展阶段，原创性应用研究有所缺乏，医用激光设备的研发和产业化处于中低端，用于精准诊疗的超快激光器等关键技术和高端设备仍未打破国外垄断。研究建议，设立我国激光医学二级学科，加强国家级激光医疗科技创新平台建设，针对性开展激光医疗器械法规建设，出台相关政策扶持激光医疗器械产业发展，组织攻关医用激光诊疗设备关键核心技术。
半导体激光器产业体量大、辐射和带动能力强，作为激光器工业的基础，被广泛应用在光通信、光信息处理、新型加工、激光显示、生物和医学传感等工业、军事和消费生活领域。为了适应逐渐扩大的应用范围，满足不同应用场景所提出的新要求，半导体激光器领域近年来通过学科交叉渗透不断地引入了各种新机制、新概念以及新结构，大大优化了其波长覆盖范围、光束质量、器件体积和功耗、调制速度以及输出功率。本文通过对比几种新型激光器的物理内涵、结构设计及制备手段，介绍了几种应用前景广泛且发展势头强劲的半导体激光器。结合我国相关产业的发展现状指出，半导体激光器产业的发展仍然应与应用紧密结合，通过市场和强大的系统开发能力闭环优化器件性能，提升核心技术，通过交叉学科融通不断引入新概念、新结构和新工艺。同时，结合国内政策导向优势，在垂直外腔面发射激光器、微纳结构激光器以及拓扑绝缘体激光器等几个发展势头强劲的新型激光技术中加大投入，进行批量生产和可控制备研发，力争在国际相关领域的竞争中抢占战术制高点。
准分子激光具有波长短、能量大等特点，在集成电路光刻、材料加工、医学、科研等领域具有重要的应用。与国外先进水平相比，我国高端准分子激光技术仍存在较大差距。本文首先简要介绍了准分子激光的特点和发展历史，然后分析了国内外准分子激光技术及相关典型应用的发展现状及需求，之后提出了我国准分子激光技术发展的主要问题。最后，针对相关问题及需求，建议未来重点在基础共性技术研究（高性能高端深紫外波段元器件设计、制备与性能表征研究，放电动力学等基础理论及验证研究等）、长脉冲、高重频、大能量/ 功率技术、新兴或潜在应用领域及衍生技术等研究方面继续加大加深研究力度，为我国准分子激光的自主可控发展奠定基础。
自由电子激光（FEL）光源是一种基于电子直线加速器的大型科研装置，广泛应用于凝聚态物理、先进材料与表面物理、原子分子物理、化学、生物等基础科学研究。FEL 技术的进步将促使光源向更高功率和更短波长发展，以满足日益增长的用户需求。本文从FEL 的技术特点出发，论述了技术发展的必要性，研判了现阶段国内外FEL 技术发展现状并凝练我国领域发展面临的问题。研究提出了我国FEL 技术的发展思路，在2035 年前着力在长波波段FEL、X 射线FEL、新型FEL、基于FEL 的极紫外（EUV）光刻光源等方面取得突破。研究建议：制定科学发展战略、保障科研攻关实施，加强基础投入、提高自主创新水平，加强多方合作、促进科技成果转化，促进研究与应用结合、推动市场应用，加强科技人才培养，以此推进我国FEL 领域的稳健发展。
超快超强激光兼具超快时域特性和超高峰值功率特性，为人类在实验室中创造出了前所未有的超快时间、超高强场、超高温度和超高压力等极端物理条件，成为用于拓展人类认知的前沿基础科学研究最重要的工具之一。本文从超快激光和超强激光的应用与发展需求出发，系统调研了国内外研究和科学应用的现状，提出了我国超快激光和超强激光的发展思路与目标以及为实现这些目标需要重点发展的相关方法和技术。针对超高峰值功率和高重复频率超强激光面向未来的重要方向，分析了我国分阶段发展的重点内容，突出了相关技术与配套元器件研究的重要性。此外，在注重基础研究、多方面吸引和培育人才、加强国际合作、促进产业化等方面提出了超快超强激光发展的措施建议，以期为我国激光技术与科学应用的稳步发展提供方向参照。
激光推进、激光传能等重大科研方向对高亮度固体激光器技术提出了重大需求，使得相关研究持续成为国际关注焦点。本文阐述了高亮度固体激光器技术的宏观需求，梳理国内外的技术研究现状并总结发展趋势，凝练技术进一步发展所面临的问题；据此完成高亮度固体激光器的关键技术分析，并结合国情提出未来发展建议。板条激光器和光纤激光器由于具有突出优点成为研究热点，在单台激光器输出功率不断提升的同时，可配合光束合成方法来实现高亮度激光输出。研究表明，应着重推动新型激光材料、高端半导体激光泵浦源、高精度封装工艺、自适应光束控制、光束合成关键器件等方面的技术攻关，尽快形成核心技术体系；科学布局以表层增益板条激光器技术为代表的、具有良好发展潜力的固体激光器技术研究课题，加强共用基础技术研究与积淀，为未来固体激光器输出亮度、转换效率、功率质量比的持续提升奠定坚实基础。
金属激光增材制造（LAM）技术是支撑航空、航天、医疗等领域智能制造的关键基础技术。本文以问卷与现场调研为主、辅以文献查阅方法，对国内外金属LAM 技术研究和应用的现状与趋势进行系统梳理，总结国外发展经验与启示，分析国内技术发展面临的差距，针对性提出我国LAM 技术发展策略，以期为国家科技与产业发展战略、2035 年领域发展目标的制定提供支持。研究发现，金属LAM 技术的关注点仍为组织性能调控，但形状控制研究相对缺乏；为满足高质量制造的亟需，相关设备的过程监控功能获得高度重视；为提升高价值零件的制造能力与效率，增减材复合加工设备成为新增研发热点；金属LAM 产业的良性发展，需要实施包括材料、工艺、设备、验证、标准、人员培训在内的全产业链整合。研究建议，在夯实研究基础的同时，充分发挥材料基因组技术的作用，加强核心器件自主研发和装备集成的技术研究，稳步推进金属LAM技术的工程化普及应用。
激光再制造技术作为制造技术创新的前沿领域，深刻改变着高端装备的设计与运行方式，是绿色再制造的重要支撑技术，是促进制造产业可持续发展的重要力量。本文从激光再制造技术的宏观需求入手，梳理了激光再制造技术的发展及应用现状，凝练了激光再制造技术和产业在发展过程中面临的挑战，进而提出了面向2025 年、2035 年以及2050 年的分阶段发展目标。针对当前我国激光再制造技术在专用材料、核心器件、再制造理念与标准体系等方面存在的问题与挑战，研究提出：加强战略层面的积极引导；构建激光增材再制造材料基因组体系；完善标准化体系和高层次应用型人才培养体系；加大应用推广力度，引导行业整合；建立合作平台，加快关键共性技术创新发展，为激光再制造技术及其产业发展提供支撑。
激光表面改性技术利用高能量密度的激光束对零部件局部易损易耗区域进行快速处理，获得材料表面所需性能，进而大幅延长零部件使用寿命，已在航空航天、石油化工、能源、交通、冶金等领域获得应用。本文针对激光冲击强化、激光淬火、激光熔覆3 种典型的激光表面改性技术，梳理了相应技术特点及国内外应用现状，凝练我国相关技术领域面临的差距与问题，总结激光表面改性技术的重点发展方向：专用合金材料制备、多能场激光复合表面改性、面向现场的激光再制造、激光冲击强化控形控性、激光表面改性智能化、激光表面微结构化。从政府引导、国产化创新、产业链完善、质量评价标准体系、人才培养等方面提出发展建议，以期为我国激光表面改性技术发展提供参考借鉴。
随着激光技术的发展，激光去除与连接技术深刻影响着制造业技术的发展，并以柔性、高效、高质的综合优势成为不可或缺的先进制造技术。在先进制造智能化发展的时代，激光技术、数字信息技术等的融合必将推动激光去除与连接技术的应用发展与创新。本文选取工业应用最广的激光焊接、激光切割、激光打孔、激光打标4 种激光去除与连接技术，概述了激光去除与连接技术的应用现状，分析了其在支撑先进制造发展过程中存在的问题。研究表明，激光去除与连接技术的发展应注重工艺基础和装备研究一体化的研究，解决激光加工单元部件、激光加工工艺、智能集成各环节的关键技术，强化工艺基础研究平台建设，关注技术创新和人才培养的多维度结合，以促进激光去除与连接技术从工艺应用开发到装备市场保障的生态链式的协同发展。
随着信息技术的不断发展，信息化时代已经来临，显示作为人机信息交互环节最重要的信息输出终端，已经遍及人们生活的各个方面。当今时代显示技术层出不穷，都以实现超高分辨率、大尺寸、真色彩的极致画面显示，满足人们追求极致美好视觉的需求为发展方向，目标就是实现高保真图像再现。激光显示是采用三基色激光作为显示光源的新型显示技术，可以实现双高清（几何/ 颜色）、大色域、高观赏舒适度的“冲击人眼视觉极限”高保真图像再现，被视为显示产业转型升级的重要方向之一。本文立足新形势下显示产业自主可控安全发展的需求，详细论述了激光显示技术和产业特点，梳理和总结了本领域发展现状、趋势和短板问题，凝练出激光显示产业发展路线图，建议我国应抓住这一大好机遇，加大关键核心技术攻关，自主可控加速将激光显示产业发展壮大，支撑下一代显示产业的高端市场，并开拓出激光显示规模产业集群。
空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术，具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势，是解决信息传输“最后一千米”的最佳选择。本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络，系统梳理了国内外空间激光通信技术在星地、星间、空地、空空等链路的研究与试验验证的发展情况，总结了激光通信技术在捕获跟踪、通信收发、大气补偿和光机设计等方向的关键技术研究热点。在此基础上，面向未来需求，归纳了空间激光通信技术在高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5 个方面的发展趋势。为进一步推动空间激光通信技术研究和产业化的发展，本文从实施基础研究计划、重视核心元器件研发、积极参与国际技术标准的制定以及引导相关产业发展4 个方面提出了发展建议，以期更好地促进我国空间激光通信技术的成果转化和应用。
作为激光技术的重要应用，光纤通信技术是搭建现代通信网络的重要桥梁。随着物联网、大数据、云计算、虚拟现实和人工智能等新兴技术的涌现，信息传递需求与日俱增，这对光纤通信技术的发展提出了更高要求。本文在系统梳理光纤通信技术国内外发展现状的基础上，分析了在具体场景应用中面临的问题与挑战，研判了未来光纤通信技术发展的方向。经研究分析，激光通信技术在超大容量光纤通信系统中面临的挑战可从发射功率增加、光放大器带宽增加、低传输损耗光纤以及空分复用相关技术研究等方面入手探讨解决思路；同时结合现实应用情况，本文对面向其他场景的光纤通信系统成本困境的解决进行了思考。总体而言，光纤通信技术将朝着超大容量、智能化、集成化的方向不断演进，未来期望可以实现智能化网络参数监测和超长距离、超大容量信息传输，并且随着集成技术和光通信器件的不断进步，必将推动整个光纤通信行业的高性能、低成本发展。
神经退行性疾病是由神经元结构或功能逐渐丧失导致认知及运动障碍的一类不可逆损伤性疾病，目前尚无安全有效的治疗方法。探索无创的物理治疗手段在神经退行性疾病中的应用潜力，对疾病缓解与有效控制具有重大的意义。光学疗法是利用光线与组织的相互作用，通过光化学或光物理反应治疗疾病和促进机体康复的方法，具有精准性和微创性的技术特点。其中，弱光治疗作为一种无创光疗类型，在促进伤口愈合、缓解疼痛、炎症消退、组织再生等方面已广泛应用于临床。临床研究也证实弱光治疗能够有效改善神经退行性疾病病患的病理症状，作为一种无创物理疗法，弱光治疗为神经退行性疾病的缓解和有效控制提供了非常具有前景的新方向。本文综述了弱光治疗在神经退行性疾病中的研究进展，并结合光电子技术的发展展望其应用前景，研究提出：需阐明弱光作用机理及量效关系，开发新型弱光治疗技术，完善临床验证体系及评价指标，尽快造福病患，服务社会。
新中国成立以来我国铁路事业成就显著，在国民经济发展中发挥了重要作用，尤其是近15 年来高速铁路建设飞速发展，成为一张靓丽的国家名片。钢结构对于铁路发展起着不可替代且极为关键的作用，在铁路大跨度钢桥、高速铁路车站屋架结构等工程中获得广泛应用。站位于新的历史阶段，适时对我国铁路钢结构发展进行回顾和展望，具有一定的工程实践价值和理论研究价值。本文分别从材料、结构、使用规模的角度，对大跨度钢桥、车站屋架等铁路钢结构的发展进行了系统回顾；提出了我国铁路钢结构轻量化、装配化、信息化、耐久性和高韧性的技术发展趋势，总结了铁路钢结构在设计、施工、运维和材质等方面的未来重点工作。随着应用地域和环境的多样化，铁路钢结构仍然面临一系列有待攻克的技术难题，如耐候设计、海洋恶劣环境施工、高原少维护等，需持续加大研究投入以保障关键技术突破与运用。
本文对新时期中欧班列经济功能定位进行了阐述，梳理了中欧班列营运现状及面临的主要风险挑战，分析了沿线贸易环境和基础设施建设、国际多边沟通合作、货源支撑及物流服务整体水平以及市场化运作等中欧班列高质量发展的影响因素；对基于共建共赢的中欧班列高质量发展实践进行深入思考并提出三条发展路径：推动中欧班列数量和运营质量同步提升，实施“班列运输+ 物流枢纽建设+ 配套服务能力”综合发展策略和构建国际贸易、产业升级与金融服务多元价值链。最后，从加强协调合作、积极推进通关便利，优化运输组织、提供全程物流服务，完善价格机制、吸引多渠道资金投入以及推进平台建设、加强人才培养和科技创新等方面提出保障措施，以期对我国促进中欧班列高质量可持续性发展提供参考。
煤炭在我国能源结构中长期保持基础性地位。实现煤炭资源的清洁高效利用，亟待大力发展洁净煤技术。本文在界定洁净煤技术概念的基础上，辨识了洁净煤技术的先进性特征，预判了面向2035 的关键前沿技术，结合国内外主要前沿技术的发展现状，明确了我国洁净煤技术发展战略目标与路径，据此提出了相应的政策建议。研究发现，我国在700 ℃超超临界、整体煤气化联合循环/ 整体煤气化燃料电池联合循环（IGCC/IGFC）等先进发电技术及煤炭深加工产业的技术研发、装备制造和工程示范等方面具有一定的国际竞争力，但在自主创新能力、体制机制、区域或企业间平衡发展等方面仍存在诸多问题，应当着眼于煤炭能源长远发展，前瞻规划面向2035 的洁净煤技术与产业发展方向，积极部署先进技术研发与工程示范，全面提升我国洁净煤技术发展水平，有效改善煤炭清洁高效利用的产业发展环境。
当前互联网的基础架构与技术体系，在智慧化、多元化、个性化、高鲁棒、高效能等方面面临重大挑战，亟需变革网络基础架构并构建全维可定义的多模态智慧网络。本文在研判国内外网络技术领域发展态势的基础上，提出了多模态智慧网络技术的发展目标并凝练形成关键前沿技术预见清单，据此构建了面向2035 年的我国多模态智慧网络技术发展路线图。研究表明，应前瞻布局网络架构、寻址与路由、网络全维可定义、网络智慧化、网络鲁棒控制等关键技术研发，以核心芯片、产品、系统等为核心内容来引导相关产业发展；可重点部署面向信息基础设施、垂直行业网络、天地一体化、人机物泛在互联的示范工程建设，以推动智慧网络业务落地实施。此外，从政策保障、科研平台支撑与联合攻关、扩大国际交流、人才培育与引进等方面提出了我国多模态智慧网络技术的保障措施建议。
本文重点研究流程制造业制造流程的本构特征、耗散结构、耗散过程和建模机理等物理本体问题，以石化工业和钢铁工业为主要研究对象，将智能化与信息物理系统的概念进行对接，研究如何实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自学习、自决策、自执行、自适应，构建基于信息物理系统的智能化工厂。据此论证面向2035 年的流程制造业智能化发展的目标、特征和路径，并针对性提出机制建设、科技项目、财政支撑、技术研发、知识产权、国际交流等方面的对策建议。