【深度】染料激光器输出波长范围宽可应用领域广泛

2024-02-20 10:55

基于不同染料分子对不同波长的光吸收和辐射性能不同，可以实现激光调谐。

2018-2022年，我国激光器市场年复合增长率为11.8%，预计2023年市场规模将达到164.8亿美元，保持持续增长态势。染料激光器，是使用有机染料作为增益介质，基于染料分子能级跃迁和受激辐射原理发射激光的装置，是激光器的一种。染料激光器通常采用液体染料，也可以采用固体染料。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国染料激光器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，染料激光器的工作原理是，染料分子吸收光子，跃迁到激发态，再受到光子激发，会产生受激辐射，由激发态跃迁到基态，同时释放出能量经聚集形成激光。基于不同染料分子对不同波长的光吸收和辐射性能不同，可以实现激光调谐。

当前已研究发现的可产生激光的染料有几百种，染料激光器采用的无论是液体染料还是固体染料，都需要考虑稳定性、使用寿命等问题，常用的材料主要有荧光素钠、罗丹明、甲酚紫、7-二乙胺基-4-甲基香豆素、3,3'-二乙基硫代三碳菁碘化物、1,4-双（5-苯基噁唑-2-烷基）苯（POPOP）等。

按照染料形态来划分，染料激光器可以分为液态染料激光器、固态染料激光器两大类；按照调谐方式来划分，染料激光器可以分为可调谐染料激光器、固定波长染料激光器两大类；按照激光输出方式来划分，染料激光器可以分为脉冲染料激光器、连续染料激光器两大类。

染料激光器可以工作在可见光、紫外光以及远红外光区域，具有波长范围宽、可调谐性强、输出功率高、脉冲宽度窄、脉冲能量高、平均功率大、结构简单等特点。其中，波长范围宽是染料激光器相较于其他激光器的独特优势，特别适合制造可调谐激光器、脉冲激光器。

染料激光器于20世纪60年代中期被开发问世，使得激光器波长范围大幅拓宽，应用领域不断扩大。现阶段，染料激光器可以广泛应用在生物学、医学、化学、工业、环境保护、仪器仪表、通信、科研等领域，用在细胞成像、荧光检测、激光手术、精密测量、激光打标、材料加工、环境污染物检测、同位素分离、光谱学研究、量子光学研究等方面。

新思界行业分析人士表示，在全球范围内，染料激光器生产商主要有，德国Sirah、德国LIOP-TEC、德国Crystal Laser GmbH、德国LTB Lasertechnik Berlin GmbH、英国Elforlight、法国Quantel（Lumibird）、意大利Quanta System、美国相干Coherent、美国Continuum、中国北京理波光谱物理科技有限公司等。

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