隨著科技的飛速發(fā)展，激光技術(shù)作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域的一顆璀璨明珠，正日益展現(xiàn)出其巨大的應(yīng)用潛力和價(jià)值。而在激光技術(shù)中，飛秒種子源作為關(guān)鍵組成部分，正以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景，領(lǐng)引著激光科技的新篇章。飛秒種子源，顧名思義，是一種能夠在飛秒（即千萬億分之一秒）時(shí)間尺度上產(chǎn)生激光脈沖的種子光源。這種激光脈沖具有極高的時(shí)間分辨率和精度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程的精確探測和操控。因此，飛秒種子源在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用。飛秒激光種子源被普遍應(yīng)用于精密加工、光學(xué)測量、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。光纖光梳種子源脈沖寬度

種子源的種類繁多，包括固體激光器、氣體激光器和半導(dǎo)體激光器等。固體激光器以固體材料作為增益介質(zhì)，常見的有摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）激光器。其增益介質(zhì)具有較高的增益系數(shù)，能夠輸出高能量、高功率的激光脈沖，在工業(yè)加工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，例如用于金屬材料的焊接與切割。氣體激光器則以氣體作為增益介質(zhì)，氦氖（He-Ne）激光器便是典型案例。它輸出的激光具有極好的單色性和穩(wěn)定性，常用于精密測量、光學(xué)干涉實(shí)驗(yàn)等對(duì)激光光束質(zhì)量要求極高的場景。半導(dǎo)體激光器體積小巧、效率高，以半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì)，如常見的砷化鎵（GaAs）激光器。其廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域，作為光纖通信系統(tǒng)中的光源，實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸；在日常消費(fèi)電子中，如激光打印機(jī)、光驅(qū)等設(shè)備也離不開半導(dǎo)體激光器 。廣東飛秒種子源應(yīng)用光梳頻種子源的工作原理基于光學(xué)腔共振，利用腔內(nèi)的自相關(guān)效應(yīng)產(chǎn)生高度穩(wěn)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)。

皮秒光纖激光器種子源主要基于鎖模技術(shù)實(shí)現(xiàn)超短脈沖輸出。在光纖激光器諧振腔內(nèi)，增益介質(zhì)提供光放大，而鎖模機(jī)制用于控制光脈沖的形成。主動(dòng)鎖模通過周期性調(diào)制腔內(nèi)損耗或相位，使激光脈沖在腔內(nèi)往返過程中不斷壓縮，輸出皮秒量級(jí)的脈沖。被動(dòng)鎖模則利用可飽和吸收體的非線性光學(xué)特性，如碳納米管、石墨烯等材料，對(duì)不同強(qiáng)度的光具有不同吸收系數(shù)，強(qiáng)光透過率高，弱光吸收強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)脈沖的選模和壓縮。此外，還可通過非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模，利用光纖的雙折射特性和偏振相關(guān)器件，在腔內(nèi)形成強(qiáng)度依賴的相位調(diào)制，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的皮秒脈沖輸出，這些技術(shù)共同保障了皮秒光纖激光器種子源的高效運(yùn)行脈沖輸出。

紅外波段覆蓋范圍廣，不同波長的紅外激光器種子源具有獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。中紅外波段（3 - 20μm）的種子源在氣體檢測領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，許多氣體分子在該波段有特征吸收峰，通過紅外激光與氣體分子的相互作用，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高選擇性的氣體成分分析，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制等場景。遠(yuǎn)紅外波段（20 - 1000μm）的種子源則在天文觀測、太赫茲成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，可用于探測宇宙中的低溫天體和研究物質(zhì)的太赫茲光譜特性。隨著紅外探測技術(shù)和非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展，紅外激光器種子源將不斷提升性能，拓展應(yīng)用邊界，為多個(gè)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。激光器種子源的性能直接影響激光器的輸出功率、波長、脈沖寬度等參數(shù)。

種子源作為激光系統(tǒng)的初始激勵(lì)信號(hào)來源，其性能優(yōu)劣起著決定性作用。若種子源的頻率穩(wěn)定性欠佳，會(huì)導(dǎo)致激光系統(tǒng)輸出的激光頻率波動(dòng)，進(jìn)而影響穩(wěn)定性。在光束質(zhì)量方面，種子源的空間模式特性直接關(guān)聯(lián)到輸出光束的聚焦能力和發(fā)散角。一個(gè)模式紊亂的種子源，無法產(chǎn)生高質(zhì)量、低發(fā)散的光束，這在精密加工、激光通信等對(duì)光束質(zhì)量要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域是難以接受的。而種子源的能量起伏，會(huì)使激光系統(tǒng)的輸出功率不穩(wěn)定，在材料加工時(shí)，可能導(dǎo)致加工深度不一致，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以，提升種子源性能是保障激光系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。皮秒種子源擁有極短的脈沖寬度，可以達(dá)到皮秒級(jí)別。廣東光纖激光器種子源研發(fā)

激光器種子源產(chǎn)生的光束具有很高的穩(wěn)定性。光纖光梳種子源脈沖寬度

目前，主流的脈沖光纖激光器種子源主要采用調(diào)制后的半導(dǎo)體激光器。與其他類型的脈沖種子源相比，半導(dǎo)體激光器具有調(diào)制靈活、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。利用半導(dǎo)體激光調(diào)制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率、脈沖寬度的連續(xù)可調(diào)，以及任意波形的光脈沖輸出。這些特性使得半導(dǎo)體激光器在光纖激光器種子源中得到了廣泛應(yīng)用。盡管光纖激光器種子源已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)展，但仍然存在一些挑戰(zhàn)和待解決的問題。例如，如何進(jìn)一步提高種子源的穩(wěn)定性、降低噪聲水平、提高光束質(zhì)量等，都是未來研究的重要方向。同時(shí)，隨著新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，光纖激光器種子源的性能有望得到進(jìn)一步提升。光纖光梳種子源脈沖寬度