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Fianium创始人:超快光纤激光器将会取代传统超快激光技术

作者:《Optics & Laser Europe》Marie Freebody
编译:光电新闻网 曾聪
被访人:Fianium公司的首席执行官兼创始人Anatoly Grudinin

        Anatoly Grudinin是Fianium公司的首席执行官兼创始人,这是一家英国的光纤激光器公司,侧重于大产量的超快光纤激光器,用于生物医疗和工业市场。自从1980年加入俄罗斯科学院Lebedev物理实验室以来,Grudinin就一直从事光纤光学工作。在1992年到2003年间,Grudinin在英国Southampton大学工作,从事超快光纤激光器和非线性光学纤维研究。

Fianium公司的首席执行官兼创始人Anatoly Grudinin


 
        记者:超快光纤激光器是如何工作的?

       
Anatoly Grudinin:在很多方面,超快光纤激光器类似于传统的连续波或纳秒光纤激光器。这种激光器装上了主振荡功率放大器系统。从结构上看,激光器同样产生持久的、纳秒或皮秒脉冲。主要的差别体现在主振荡器上。

        在Fianium公司的时候,我们用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为腔反射镜之一,SESAM的神奇之处在于它的反射率随着亮度而增长,促进了超短脉冲的产生。

        简单来说,一个锁模光纤激光器的零件非常少,并没有比一般的光纤激光器复杂,所以只要组件(SESAM, 掺杂质的光纤, 镜子等)良好,这种激光器就很容易组装成功。

        就我们而言,在一个小于10皮秒的超快脉冲中,振荡器能够产生数十皮焦的脉冲能量。这个能量可以采用高效的二极管泵浦光纤放大器进行放大。这些都是在光纤里面进行的工作,无须大量的光学系统、机械调整和散热装置等。

        记者:为什么超快光纤激光器这么重要?

       
Anatoly Grudinin:我相信光纤激光器是超快技术的未来,持续的研究可以扩展她的能力和应用。

        超快光纤激光器能够产生很高的峰值功率,甚至超过几十兆瓦,光纤和其他组件都有非线性效应。在过去20年,对超快光纤激光器的研究已经取得了一些重要的科研成果,最近,还制造出了有竞争力和高品质的商用设备。

        在这方面,我们有两个主要的研究方向。第一个是开发高峰值功率或短脉冲激光器。第二个是采用新材料制作新型光纤激光器,如光子晶体和金属材料。这些新材料不仅能增加激光器的新功能,还可以扩宽波长范围,这点在传统激光器上很难实现。

        记者:目前最主要的应用是什么?

Anatoly Grudinin:一般说来,超快光纤激光器用在科研上比较多。我们看到多个科研领域采用了这种激光器,如生物医学成像、半导体制造、检测和计量、光伏制造和激光眼科手术。很多终端用户比较欣赏这种激光器的优点,可以预测未来3-5年,超快光纤激光器将会迅速增长。

        记者:最近在这个领域最大的科研成果是什么?

       
Anatoly Grudinin:无疑是商用光子晶体光纤(PCFs)的发明。PCFs 促进了光纤散射和非线性管理,这点传统光纤和光学元件是做不到的。该成果可以导致采用直接方式对光纤脉冲进行控制和管理。

        结合超快光纤激光器产生的高峰值功率,PCF让我们看到基于光纤的系统的美好前景。最明显的例子是超连续统一体光纤激光器——这种激光器产生的白光亮度的数量级比太阳还高。

        在另一方面,空心PCFs能够加强光脉冲在空气中的传播。这种光纤能够用来生产和传递非常高的峰值功率(>10 MW),甚至可以传递紫外光。

        记者:目前超快光纤激光器所面临的最大挑战是什么?

        Anatoly Grudinin:目前最大的挑战是要改变人们心目中超快光纤激光器是复杂昂贵的印象。这是一个巨大的障碍,妨碍了超快光纤激光器进入工业加工市场。但是,我认为这种情况将在不久的将来出现变化。作为光纤激光器的一个分支,超快激光技术将会得到更加广泛的商业应用。

        记者:下一步的突破将会是什么?

       
Anatoly Grudinin:回顾可调谐超快技术的发展,特别是染料激光器和钛蓝宝石激光器。我预测这种演变将继续,直到钛蓝宝石激光器退出历史舞台。新的产品将是宽范围可调谐的飞秒系统,由超快光纤激光器和客户定制PCF组成。按目前的发展速度,这些并不遥远。


 

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