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超快激光的发展现状与未来趋势

近年来,随着技术的不断升级和市场需求的转变,激光技术在消费电子、新型显示、激光内雕、生物医疗等领域获得了越来越多的应用,这些新的需求对激光加工精细度的要求变得更加苛刻。在强大的市场需求力刺激下,超快激光技术不断取得新的突破,并迅速成为行业重点关注的发展方向。

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超快激光拥有超短脉冲和超强特性,能够以较低的脉冲能量获得极高的峰值光强。随着超短脉冲啁啾放大技术的出现,超快激光的强度得到了快速提升,激光脉冲的频谱宽度大了许多。性能得到强化后的超快激光在新型粒子加速器、超快高能X射线光源等方面,都有着十分广泛的应用前景。

超快激光发展迅速

提及超快激光,通常情况下是指皮秒和飞秒激光。飞秒和皮秒只是在时间维度上的差别,表示的是在单位时间内一个激光脉冲的脉冲宽度。在进行材料加工时,使用超快激光能够有效避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象,可以大大提高加工质量。

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早在1960年,世界上第一台红宝石激光器的问世为超快激光的研究奠定了基础。1961年,调Q技术在红宝石激光器上首次实现了脉冲宽度为几十纳秒的短激光脉冲输出。到了20世纪60年代中期,红宝石激光锁模和钕玻璃激光锁模的发展,开启了在皮秒时域内现象的研究。从红宝石激光器的出现,借助重要的脉冲调Q,锁模和压缩技术,超快激光经历并实现了纳秒、皮秒、飞秒和阿秒的发展过程。

目前,从全球范围来看,皮秒和飞秒激光器的主要供应商还是通快、相干、光谱物理这些国外大公司。随着超快激光在应用上的快速普及,国内越来越多的公司开始加大在这方面的投入,开始了对国外企业的追赶,其中大族、贝林、华日、安扬激光是其中最具代表性的厂商。

大族激光

大族激光长期以来致力于推进皮秒和飞秒激光器的国产化,并不断加大相关技术的研发投入。早在2015年,大族激光的较大功率皮秒激光器项目便实现了从研发样机到批量生产的重大突破,并成功应用于LED 、蓝宝石的切割。2016年,大族Draco系列皮秒激光器实现了规模销售,在新一代核心光源方面成功打破了国外垄断,在LED晶圆、蓝宝石、玻璃脆性材料切割等领域基本实现了进口替代,为国内超快激光产业作出贡献。

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