飛秒鎖模光纖激光器是一種超快激光技術(shù)設(shè)備,以光纖作為增益介質(zhì),采用鎖模技術(shù)來產(chǎn)生飛秒(1飛秒=10-15秒)量級(jí)超短脈沖激光的裝置。
飛秒光纖激光器
基本原理
- 鎖模技術(shù):飛秒光纖激光器利用鎖模技術(shù),使激光器諧振腔內(nèi)的不同縱模之間形成固定的相位關(guān)系,從而使得激光器能夠穩(wěn)定地輸出超短脈沖。
- 光纖增益介質(zhì):其核心部件是作為增益介質(zhì)的稀土摻雜光纖,常用的稀土離子有鐿(Yb)、鉺(Er)、銩(Tm)等。當(dāng)用激光二極管等泵浦源對(duì)摻雜光纖進(jìn)行泵浦時(shí),稀土離子會(huì)吸收泵浦光的能量并躍遷到激發(fā)態(tài),隨后在返回基態(tài)的過程中發(fā)射出激光。通過選擇不同的稀土離子和摻雜濃度,可以實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的激光輸出。
結(jié)構(gòu)組成
- 泵浦源:為激光器提供能量,常見的泵浦源是激光二極管,它具有高效、緊湊、可靠等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能,為光纖中的稀土離子提供泵浦能量。
- 增益光纖:是產(chǎn)生激光的核心部件,其長(zhǎng)度、摻雜濃度等參數(shù)會(huì)影響激光器的性能,如輸出功率、脈沖寬度等。
- 諧振腔:由反射鏡或光纖光柵等光學(xué)元件構(gòu)成,用于使激光在腔內(nèi)來回反射,不斷增強(qiáng),形成穩(wěn)定的激光輸出。諧振腔的結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)激光器的輸出特性,如波長(zhǎng)、模式、穩(wěn)定性等有著重要的影響。
- 鎖模元件:這是實(shí)現(xiàn)鎖模的關(guān)鍵部件,常見的鎖模元件有半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)、非線性偏振旋轉(zhuǎn)(NPR)裝置、碳納米管等。這些鎖模元件能夠?qū)す饷}沖進(jìn)行調(diào)制,使得不同縱模之間形成固定的相位關(guān)系,從而產(chǎn)生飛秒級(jí)的超短脈沖。
特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
- 超短脈沖寬度:飛秒光纖激光器能夠輸出脈寬在飛秒量級(jí)(10?1?秒)的激光脈沖,時(shí)間分辨率較高,可用于研究超快物理過程、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等。
- 高峰值功率:由于脈沖寬度極窄,即使平均輸出功率不高,其峰值功率也能達(dá)到很高的水平,可用于材料加工、激光微加工等領(lǐng)域,如對(duì)金屬、陶瓷、半導(dǎo)體等材料進(jìn)行高精度的切割、打孔、焊接等。
- 良好的光束質(zhì)量:光纖激光器的光束質(zhì)量通常較好,具有較高的光束強(qiáng)度和較小的發(fā)散角,能夠在加工過程中實(shí)現(xiàn)高精度的能量傳輸和聚焦。
- 穩(wěn)定性高:光纖激光器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,且采用全光纖結(jié)構(gòu),具有較高的穩(wěn)定性和可靠性,能夠在惡劣的環(huán)境條件下工作,如高溫、高濕度、強(qiáng)振動(dòng)等環(huán)境。
- 易于集成和操作:光纖激光器的體積小、重量輕,易于集成到各種設(shè)備和系統(tǒng)中,并且操作簡(jiǎn)單,維護(hù)成本低。
應(yīng)用領(lǐng)域
- 科學(xué)研究:在物理、化學(xué)、生物等科學(xué)研究領(lǐng)域,飛秒光纖激光器可用于研究超快現(xiàn)象,如分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)的中間過程、生物分子的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)等。
- 醫(yī)療領(lǐng)域:可用于眼科手術(shù)、皮膚科手術(shù)、牙科手術(shù)等,如飛秒激光近視手術(shù)就是利用飛秒光纖激光器的超短脈沖對(duì)角膜進(jìn)行精確切削,實(shí)現(xiàn)矯正視力的目的;在生物醫(yī)學(xué)成像方面,也可作為高分辨率成像的光源。
- 工業(yè)加工:廣泛應(yīng)用于材料加工,如對(duì)金屬、陶瓷、半導(dǎo)體等材料的微加工、精細(xì)加工,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率的加工效果。
- 通信領(lǐng)域:可用于光纖通信中的信號(hào)源,產(chǎn)生高速、高帶寬的光信號(hào),提高通信系統(tǒng)的傳輸容量和速度。
產(chǎn)品說明
飛秒鎖模光纖激光器是一款緊湊型高可靠性激光器,采用全光纖設(shè)計(jì),中心波長(zhǎng)為 1030 nm,平均輸出功率為 10 mW,重復(fù)率為 25 MHz,脈沖持續(xù)時(shí)間為600fs。
產(chǎn)品特點(diǎn):
· 全光纖設(shè)計(jì)可大大提高激光器的使用壽命
· 保偏光纖飛秒脈沖輸出
· 緊湊型尺寸
· 包含光學(xué)分路器輸出和GUI控制
產(chǎn)品參數(shù):