超快光纖激光器(皮秒和飛秒)

 然超快(皮秒和飛秒)激光器隻是激光器應用於當今工業界和醫療界(如加工玻璃用於智能手機屏幕和激光眼科手術)的一個重要部分,但是超快科學激光器在研究領域的應用卻非同一般。事實上,科學研究是所有類型激光器的開始,恰恰超快激光器也是從研究項目開始的。材料微加工領域的利器:超快光纖激光器

超快科學激光器的類型包括振蕩器和放大器,兩者都可以采用大塊的或光纖器件構建。采用光纖製造可以實現小型、堅固的超快科學激光器,雖然光纖有很多亟待解決的內在問題:高峰值功率以及纖維經過高強度使用引起的光學損傷或非線性光學效應。然而,後者在某些情況下經過善加利用的突出例子是超連續光源,依賴於光纖非線性特性輸出高亮度寬帶光。

超快科學激光器類別包括產生超短飛秒脈衝的商用激光器,這種激光器通常依靠成熟技術產生高質量脈衝,如載波包羅相位(CEP)穩定,確保每個周期脈衝的相位被正確校準在脈衝包絡裏。為了產生不損傷放大器內器件的高能放大飛秒脈衝,啁啾脈衝放大(CPA)利用色散元件在脈衝進入放大器之前在時間上延展種子脈衝,經過放大之後高能脈衝被時域壓縮。

超快激光器的曆年演變可以參見德國光纖超快激光器供應商Toptica公司提供的表格,第一台超快激光器基於染料增益介質,價格昂貴,性能不穩定,而基於固體增益介質的激光器,如鈦藍寶石激光器,基於光纖的商用激光器具有較高的可靠性及合理成本。NPN三極管的共發射極放大電路的基本原理

  超快光纖激光器

“Toptica生產的皮秒和飛秒被動鎖模光纖激光器增益介質采用光纖摻鐿(Yb)和鉺(Er),”Toptica總裁Wilhelm Kaenders說,“多年以來,鼎博六合一直采用保偏光纖及飽和吸收器技術,目前有些光纖解決方案的使用壽命已經超過30000小時。”公司的激光器發射波長包括780、1030、1064、1550nm。

Kaenders指出Toptica激光器的高連續操作時間可以用於特殊用途,如太赫茲生成、多光子顯微鏡、雙光子聚合,以及時間分布的精密光學時鍾。該激光器產生的脈衝持續時間從40fs到10ps,甚至還能與主動重複率同步,質量特別適於頻率梳的產生。頻率梳的許多科學用途包括等離子體滅菌測量、發現外流星、超精密時間信號轉換、微量氣體檢測、絕對距離測量幹涉。

由於體積小,超快光纖激光器可以作為鈦藍寶石放大器的優秀種子光源。例如,Continuum公司製造的Q-Light-PM是一款小型、尺寸為459.99999999999994px×392.5px×162.5px的堅固盒子,包含一個摻鉺光纖激光器發射線偏振光倍頻到780nm波段、光束質量(M2)為1.2或更高,脈衝持續時間110fs或更短,重複頻率30~40MHz,平均功率10mW左右;盒子裏還包括電控製器。除了作為鈦藍寶石放大器種子源,激光器還可以用於成像處理和生物醫學研究。

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