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国外皮秒激光器发展浅析

导读: 脉冲宽度达到ps量级的激光被称为超短脉冲,超短脉冲技术是物理学、化学、生物学、光电子学,以及激光光谱学等学科对微观世界进行研究和揭示新的超快过程的重要手段。

  脉冲宽度达到ps量级的激光被称为超短脉冲,超短脉冲技术是物理学、化学、生物学、光电子学,以及激光光谱学等学科对微观世界进行研究和揭示新的超快过程的重要手段。

  在生命科学领域,超短脉冲激光可以用于矫正视力、检测和精确切除癌症、脑外科手术、治疗动脉瘤、心脏手术、美容、治疗烧伤;

  在生产制造行业,超短脉冲激光能够有效地帮助大规模且低成本制造复合材料,让军用飞机的生产技术应用于汽车生产,甚至房屋和办公楼的建设。

  激光微细加工应用的需求,促使脉宽与光电子驰豫时间、跃迁时间相似并短至足够冷融的皮秒激光具有巨大的发展前景。皮秒激光器飞秒激光器相比,结构简单,不必为放大而伸展或压缩脉冲,这就使得皮秒激光更为有效,更为可信。

  大功率皮秒激光器集成了光学设计、光学冷加工、激光技术、光学检测、自动控制、结构设计、复杂装校、计算机技术、数字通信技术等多学科的技术于一体,具有设计复杂、工程量和难度较大,但应用面广,产值高的特点,其核心技术目前仅有美国、德国、奥地利、立陶宛等少数几个国家所掌握。同时,国内有一些跟踪技术的研制单位,如北京大学,北京工业大学,天津大学和中科院物理所等单位,国内高重复频率皮秒激光器实验室最高指标:单脉冲在1mJ以下,重频在1-2kHz,平均功率为1W。

  国外全固态高重频皮秒激光器已有多家公司有产品推出:

  除Photonics皮秒激光器体积略小外(191×127×600mm),其它各家都是体积庞大(550x860x600mm左右);结构设计方面,除了Photonics皮秒激光器采用工业化密封设计外,其余各家都是只做了简单的防尘,完全是科研激光器的设计理念,根本没有外场应用的可能;而在技术指标上,除立陶宛外比较宽外(90ps),其他各家都在10~15ps之间;绿光输出的单脉冲能量脉冲宽度基本都在1mj左右;重频方面,Photonics可达到100kHz,遥遥领先,其他各家只能达到1~2kHz。

  综上所述,可知皮秒激光器国际上目前多数还是满足科研应用水平,但已有个别厂家有了工业化、小型化的设计样机出现。  可见,大功率皮秒激光器国内外的发展趋势为:重复频率更高、单脉冲能量更大、体积更小的方向发展。
 

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