與傳統(tǒng)的固體、液體和氣體激光器相比,光纖激光器由于具有光束質(zhì)量好、光光轉(zhuǎn)換效率高、工作波長(zhǎng)可調(diào)、制造成本低、結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)集成化和環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而引起人們地關(guān)注。相對(duì)于連續(xù)光纖激光器,飛秒脈沖光纖激光器輸出的激光脈沖具有超高的峰值功率(吉瓦量級(jí))和超短的脈沖寬度,這使得飛秒脈沖光纖激光器在信息傳輸、科學(xué)研究、精細(xì)加工等領(lǐng)域中具有突出的應(yīng)用價(jià)值。近年來,飛秒脈沖光纖激光器因?yàn)樵诠I(yè)控制、大氣監(jiān)測(cè)、有毒氣體探測(cè)、生物醫(yī)療、國(guó)i防、光學(xué)傳感和光學(xué)成像等領(lǐng)域中都具有潛在應(yīng)用而成為研究熱點(diǎn)。目前,光纖激光器獲取飛秒量級(jí)超短脈沖的有效方法是利用被動(dòng)鎖模技術(shù)。被動(dòng)鎖模技術(shù),簡(jiǎn)單地說,是采用飽和吸收元件將諧振腔內(nèi)隨機(jī)排布的縱模產(chǎn)生固定的相位關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)相干疊加的技術(shù)。飛秒紫外激光器的應(yīng)用。皮秒綠光激光器尺寸
紅外超快光纖激光器的工作原理主要基于四能級(jí)系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,激光的產(chǎn)生需要經(jīng)過泵浦光的激勵(lì),使得原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),然后通過自發(fā)輻射返回低能級(jí),產(chǎn)生光子。這些光子在諧振腔內(nèi)形成共振,Z終輸出激光。超快光纖激光器則是在此基礎(chǔ)上加入了光子受限效應(yīng),通過在微納光纖中形成高密度光子,使激光的相干時(shí)間變短,從而實(shí)現(xiàn)超快脈沖輸出。而紅外超快光纖激光器則是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步加入了紅外波段的濾波和選模技術(shù),Z終輸出穩(wěn)定、高峰值功率的紅外超快脈沖激光。這種激光器具有寬闊的調(diào)諧范圍、高脈沖能量和短的脈寬等特點(diǎn),因此在非線性光學(xué)、頻率轉(zhuǎn)換、光子晶格以及超快光譜學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。光纖超快激光器技術(shù)光纖飛秒激光器是一種利用光纖為傳輸介質(zhì)的飛秒激光系統(tǒng),具有高效率、高穩(wěn)定性、可調(diào)諧性和應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)。
綠光飛秒光纖激光器的基本工作原理是:首先通過一定手段激發(fā)光纖中的粒子,使其處于高能態(tài)或受激態(tài),然后在適當(dāng)?shù)耐獠織l件(如反射鏡)作用下,這些激發(fā)態(tài)粒子將產(chǎn)生共振,從而產(chǎn)生激光。粒子激發(fā)在綠光飛秒光纖激光器中,通常使用稀土離子(如Er3+、Yb3+等)作為增益介質(zhì)。這些離子在光泵或電泵的作用下被激發(fā)到高能態(tài)或受激態(tài)。光泵通常使用半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束,而電泵則是通過在光纖中加入電流來實(shí)現(xiàn)。粒子共振被激發(fā)的離子在外部條件(如反射鏡)作用下會(huì)產(chǎn)生共振,這些共振會(huì)使得一部分能量以激光的形式釋放出來。這些共振通常是通過在光纖端面鍍上反射膜或者利用光纖中的波導(dǎo)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。激光輸出當(dāng)共振的離子釋放出足夠能量時(shí),就會(huì)形成激光。綠光飛秒光纖激光器的輸出波長(zhǎng)通常由所使用的增益介質(zhì)的能級(jí)結(jié)構(gòu)決定。例如,如果使用Er3+作為增益介質(zhì),則輸出的激光波長(zhǎng)通常在1.5μm附近(對(duì)應(yīng)于通信波段)。
光纖激光器具有以下多種優(yōu)勢(shì):一、輕量化易安裝:光纖較柔軟可以彎曲,光纖激光器通??梢宰龅叫⌒洼p量化,在降低了購(gòu)置成本的同時(shí)安裝也方便靈活。二、維護(hù)成本低:受熱透鏡效應(yīng)和熱致雙折射效應(yīng)等熱效應(yīng)影響,固體激光器的散熱模塊需要精心設(shè)計(jì),由于作為激光介質(zhì)的光纖表面積/體積比值要比塊狀的固體激光器棒形介質(zhì)大4個(gè)量級(jí)以上,光纖激光器在100W內(nèi)可以通過空氣冷卻。三、高光束質(zhì)量:光纖發(fā)射激光的數(shù)值孔徑較小,容易聚光的特性使其可達(dá)到大功率密度,實(shí)現(xiàn)高分辨率加工。高光束質(zhì)量意味著光纖激光器可以應(yīng)用在精細(xì)微納加工領(lǐng)域,如醫(yī)療、科學(xué)和國(guó)i防等。四、能效更高:摻雜光纖激光與YAG晶體激光相比可以實(shí)現(xiàn)寬帶的光放大,并且泵浦光被封閉在光纖內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)高效率泵浦。五、長(zhǎng)期穩(wěn)定性強(qiáng):不包含自由空間光學(xué)系統(tǒng)的光纖激光器,由于沒有空間光學(xué)元件,不易受到塵埃、溫度、機(jī)械等影響。六、易實(shí)現(xiàn)大功率化:由于泵浦模塊可以并聯(lián),增益光纖結(jié)構(gòu)可以采用光子晶體或者錐形結(jié)構(gòu),有望實(shí)現(xiàn)千瓦超快激光的直接輸出。飛秒紫外激光器的性能指標(biāo)。
紅外超快光纖激光器在多個(gè)領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用,以下是其中的幾個(gè)典型應(yīng)用:材料加工:利用紅外超快光纖激光器的高亮度、高方向性和超快脈沖等特性,可以在材料表面進(jìn)行高精度、高效率的打孔、切割等加工操作。生物醫(yī)學(xué):利用紅外超快光纖激光器的光熱效應(yīng)和光動(dòng)力效應(yīng),可以對(duì)腫i瘤等病變組織進(jìn)行精確的光動(dòng)力治i療、光熱治i療等操作?;A(chǔ)科學(xué)研究:利用紅外超快光纖激光器產(chǎn)生的超快脈沖,可以進(jìn)行光學(xué)頻率梳、阿秒科學(xué)等前沿科學(xué)研究,推動(dòng)物理學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。朗研光電淺談激光器的發(fā)展趨勢(shì)。紫外皮秒光纖激光器峰值功率
未來隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,紫外皮秒光纖激光器的性能將不斷提高,應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷擴(kuò)大。皮秒綠光激光器尺寸
光纖飛秒激光器的應(yīng)用。材料加工領(lǐng)域:光纖飛秒激光器由于其高能量和高精度特性,被廣泛應(yīng)用于各種材料加工領(lǐng)域,如金屬、非金屬、半導(dǎo)體等材料的切割、打孔、微加工等。醫(yī)療領(lǐng)域:光纖飛秒激光器在醫(yī)療領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用,如眼科手術(shù)、皮膚手術(shù)、牙科治i療等方面,利用其高精度和高效率的特性可以很大程度上提高手術(shù)效果和病人的康復(fù)速度??蒲蓄I(lǐng)域:光纖飛秒激光器在科研領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用,如超快光學(xué)、光譜學(xué)、量子信息等方面,利用其超i強(qiáng)的光束和極短的脈沖寬度可以研究物質(zhì)在極短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出的特性和行為。其他領(lǐng)域:光纖飛秒激光器還可以應(yīng)用于光通信、光學(xué)傳感、無損檢測(cè)等領(lǐng)域,利用其高精度和高效率的特性可以提高相關(guān)領(lǐng)域的效率和精度。皮秒綠光激光器尺寸
應(yīng)用實(shí)例方面,在航空航天領(lǐng)域,中紅外脈沖激光器種子被用于加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片和渦輪盤等關(guān)鍵部件。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高溫合金材料的高精度切割和焊接,確保部件的性能和可靠性,滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧虾凸に嚨膰?yán)格要求。在珠寶加工行業(yè),中紅外脈沖激光可以用于對(duì)寶石和貴金屬進(jìn)行切割、雕刻和打孔等工藝,實(shí)現(xiàn)精細(xì)的設(shè)計(jì)和加工,提高珠寶的附加值和藝術(shù)價(jià)值。然而,中紅外脈沖激光器種子在工業(yè)應(yīng)用中也面臨一些挑戰(zhàn),如設(shè)備成本較高、對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高等。但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,這些問題有望逐步得到解決,中紅外脈沖激光器種子在工業(yè)加工領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。激光器技術(shù)的跨界融合,為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)注入了新...