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探寻中国全固态激光器的前世今生

导读: 全固态激光器(DPL)具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点,市场需求十分巨大。

  全固态激光器(DPL)具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点,市场需求十分巨大。全固态激光技术是目前我国在国际上为数不多的从材料源头直到激光系统集成拥有整体优势的高技术领域之一,具备了在部分领域加速发展的良好基础。

  全固态激光器是激光技术的重要发展方向之一。全固态激光技术的应用极其广泛,小到视网膜脱落后的治疗,大到汽车、钻井机、飞船制造过程中的切割、焊接,它都可以大显身手。近年来,我国自主研发的全固态激光器在激光显示、激光先进制造、激光医疗、微加工等关乎民生的方方面面,取得了令人瞩目的成绩。在刚刚举行的“十一五”国家重大科技成就展上,激光电视、激光数字影院、大型复杂激光放大器、工业用高功率全固态激光器、全固态激光治疗血管瘤等激光领域的重要成果,吸引了无数惊叹的目光。

  值得一提的是,人工晶体材料的研究成果为激光技术的进步奠定了坚实的基础。25年来,863计划对我国人工晶体材料和激光器的研究给予了持续而有力的支持,从最早支持材料科学与技术研究,到同时支持材料和器件的研究,再到既支持材料、器件的研究,又支持器件的产业化,863计划见证了我国在人工晶体和激光器领域所取得的一个又一个骄人的“国际领先”,也留下了 “产、学、研、用”相结合的宝贵经验。

  全固态激光器的研发与应用概况

  国外研究情况

  近几年,美国、德国、特别是日本都在加大力量发展全固态紫外激光器,特别是中大功率全固态紫外激光器的开发应用。由于1064nm或532nm波长激光对材料的加工主要是产生气化或熔融等热作用,所以加工出的产品往往很难达到精细、光滑,甚至有些材料(如陶瓷、硅片等)在加工时会引起碎裂,因此,全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工有着广泛推广应用的趋势。目前国外工业发达国家,全固态紫外激光器已开始成为工业用标准激光器。据文献报道:日本M.Nishioka公司已研发出40W的266nm全固态紫外激光器;三菱公司也在市场上推出了18W 355nm 25kHz全固态紫外激光器产品;另外相干公司的AVIV系列激光器已做到在266nm,30kHz时,平均功率大于3W,在355nm,40kHz时,平均功率大于10W;光谱物理公司的YHP-series系列激光器也达到在266nm,20kHz时,平均功率大于1.5W,在355nm,20kHz时,平均功率大于3.5W;Lightwave electronics公司所推出的 Q301-SM激光器也达到了在355nm,10kHz时,平均功率大于10W的技术指标。总体来说,国外全固态紫外激光器技术及应用设备已趋向成熟,但价格昂贵。

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