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710公海寰宇-全光纤技术突破推动2μm波段飞秒激光产业化应用
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  • 日期 : 2026-03-07 22:58:26

   

于激光技能的前沿赛道上,中红外波段始终是科研与财产竞争的核心。此中2 m波段飞秒激光,因具有精准笼罩份子指纹区、年夜气透明窗口和生物构造特性接收等机能,成为毗连基础科研与高端运用的要害桥梁。

如今,奥创光子依附多年技能深耕,于该范畴实现主要冲破,将为焦点行业的进级赋能注入新动能。

2 m波段飞秒激光的主要性

差别在可见光与近红外激光,2 m波段的中红外飞秒激光可精准匹配水及氨基酸等生物份子的接收峰值,也能穿透特定年夜气窗话柄现远间隔探测,更能适配多种非凡质料的周详加工需求,是以被广泛视为生物医学、情况监测、高端制造等范畴的"焦点光源"。于技能线路的选择上,2 m波段飞秒激光的实现曾经面对诸多挑战。

量子级联激光器受载流子弛豫时间(皮秒量级)的物理限定,难以孕育发生不变飞秒脉冲;固体激光器则因铥掺杂晶体的热透镜效应显著,于高功率泵浦下存于较着热致机能衰减;

而光学参量振荡/放年夜(OPO/OPA)体系虽可实现波长笼罩,但受限在布局繁杂性、不变性要乞降成本因素,难以满意工程化运用需求。

相较之下,掺铥光纤激光器揭示出怪异上风:其波导布局可保障近衍射极限的光束质量,高外貌积体积比付与卓着的热治理能力,全光纤架构则显著晋升了体系不变性及情况鲁棒性。

基在机能、靠得住性与财产化远景的综合考量,全光纤技能路径成为2 m波段飞秒激光体系的最优解,这也是奥创光子于该范畴的焦点研发标的目的及技能战略结构重点。

奥创光子2 m波段飞秒激光技能实现冲破

面临市场对于2 m波段飞秒激光日趋增加的需求,奥创光子颠末多年潜心研发,构建了从基础技能到体系集成的全链条技能能力,实现了要害机能的超过式晋升。

图1 基在SESAM锁模的1.9 m种子源

1.9 m全保偏掺铥光纤飞秒激光器装配包括种子激光器、展宽体系、两级全光纤放年夜器及非线性光纤压缩器。

于同类技能中该激光器实现了多项集成性冲破:种子激光器是一个采用半导体可饱及接收镜(SESAM)锁模的全保偏光纤布局,试验装配如图1所示。

此中增益介质是保偏掺铥光纤(Nufern),纤芯直径为5 m,数值孔径(NA)为0.24,由一个中央波长为1550nm的激光二极管泵浦。SESAM作为被动锁模的驱动元件,其调制深度为12%,弛豫时间为10ps。

腔内经由过程引入具备正群速率色散的啁啾光纤光栅举行色散赔偿,将净腔色散调控至近零或者微负区域。

振荡器内部的光纤总长度节制于3m摆布,该紧凑设计于实现约34MHz基础反复频率的同时,有用限定了非线性相移的过分堆集。

于此优化配置下,种子源可不变输出平均功率约10 mW的高质量锁模脉冲序列,为后续放年夜级实现高保真度的高功率放年夜提供了抱负的旌旗灯号源。

放年夜体系采用全光纤化架构,从底子上包管了光路的不变性及情况鲁棒性;

全体系保偏设计确保了输出光束的优秀偏振消光比与持久不变性,为高精度非线性频率变换、周详光谱丈量等对于偏振态敏感的下流运用提供了便当;

经由过程霸占因模场直径掉配致使的低效熔接这一要害工艺难题,实现了体系内各光纤元件间的高效率低损耗耦合,显著晋升了能量传输效率及光束质量。

采用基在光纤的脉冲压缩方案,替换了传统繁杂的空间光路压缩器,使患上体系布局年夜为简化、成本显著降低,同时实现了装配的小型化与紧凑集成。

图2为1.9 m全保偏掺铥光纤飞秒激光器的要害输出参数,此中心波长为1951.7nm,压缩脉冲后输出脉冲宽度经自相干仪丈量为330fs,重频为34.1MHz,光束质量M2=1.14(x标的目的)、1.34(y标的目的)。

图2 1.9 m全保偏掺铥光纤飞秒激光器的要害输出参数

该激光器拟定定型产物重要技能指标以下表:

更值患上存眷的是,奥创光子将自立研发的焦点器件与立异架构深度交融,采用化繁为简的产物设计思绪,于包管高机能的同时,实现了体系的紧凑化与不变性晋升,为工业化运用奠基了坚实基础。

今朝,相干技能已经形成系列化产物能力,可按照差别运用场景提供定制化解决方案。

2 m波段飞秒激光技能连续解锁运用新可能

奥创光子2 m波段飞秒激光器的技能冲破,正连续解锁多个高端范畴的运用潜力,让"精准赋能"成为实际。

非线性光学与前沿科学范畴

依托其位在主要份子接收谱带(如水份与聚合物)的2 m中央波长、岑岭值功率和超短脉冲宽度,加上全光纤保偏设计带来的卓着光束质量与持久功率/偏振不变性。

该激光器可作为高效的 非线性光学引擎 ,驱动中红外宽谱相关光源孕育发生、高次谐波和阿秒脉冲天生等焦点历程。

它能实现从近红外到中红外以致极紫外波段的高效、不变非线性频率变换,所孕育发生的超持续谱平展度优秀、高次谐波转换效率高,完善适配份子指纹光谱学、超快时间分辩动力学、阿秒标准电子运动探测以和冷原子物理等尖端科学研究需求。

其不变靠得住的全光纤化特征,也为下一代基在光学频率梳的周详计量、量子信息处置惩罚和强场物理试验提供了史无前例的高机能驱动光源。

生物医学范畴

于生物医学范畴,该波段激光能实现单细胞精度的构造切割,且因与人体水接收光谱精准匹配,可于手术中高效溶解构造并削减周边毁伤,为眼科、牙科等周详手术提供全新东西。

同时,其优秀的光谱分辩能力可助力初期肿瘤诊断等无创检测技能的成长,鞭策医学诊断向更精准、更安全的标的目的进级。

高端制造范畴

于高端制造范畴,依托"冷加工"特征,加上其良好的光束质量及不变的输出功率,该激光器可实现超薄玻璃、镀金铜箔、氧化锆陶瓷等难加工质料的切割、钻孔、焊接及外貌处置惩罚。

可以使加工边沿平滑无裂纹,热影响区极小,完善适配折叠屏UTG基板、半导体器件等高端电子元件的制造需求。

其不变的光束质量及功率输出,也为下一代硅基光电装备的研发与出产摊平了门路。

跟着中红外焦点技能的冲破到系列化产物的落地,奥创光子于2 m波段飞秒激光范畴中的冲破,正于鞭策我国中红外激光技能从科研走向财产化的进程。将来,奥创光子将连续优化技能方案,晋升产物机能,拓展运用场景,让2 m波段飞秒激光技能于更多焦点范畴阐扬价值,为我国高端制造与周详科技的成长注入更强动力。

转自:奥创光子

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