深圳市bg电子数控设备有限公司

    可以或许发射皮秒及飞秒脉冲的超快激光器，正于愈来愈广泛的行业中得到不停增加的运用，其运用范畴涵盖高端制造、传感、诊断、基础研究、情况监测以和医疗保健等。

为了将超快激光器拓展到新的运用范畴，多年来研发职员支付诸多努力，以满意市场中不停变化的多样化工艺要求。这鞭策了超快激光器技能不停挑战新的成长极限，使患上如今的超快激光体系越发紧凑靠得住，且节能易用。这于很年夜水平上患上益在基在光纤的超快激光器所取患上的诸高发展。

新型紧凑风冷式光纤激光器的成长，患上益在被动锁模技能的前进，该技能可孕育发生超短光脉冲。最为广泛运用的锁模技能包括半导体可饱及接收镜（SESAM）、非线性偏振扭转、非线性光纤环形镜以和碳纳米管可饱及接收体。

Chromacity公司的固定波长光纤激光器，依靠主振荡功率放年夜器（MOPA）架构，来确定及治理功率与脉冲质量之间的均衡。其谐振腔设计及非线性偏振扭转锁模技能，可以或许于连结最高激光斜率效率的同时，孕育发生高质量的超快脉冲（见图 1）。从锁模振荡器得到的后续功率晋升，有益在将单个功率放年夜级的平均功率晋升至 5~10W，且无需分外的前置放年夜器。

图 1：Chromacity公司的一位工程师正于校准一台孕育发生二次谐波的超快光纤激光器。

这使咱们可以或许使用自由空间及光纤架构，制造出超高效且小尺寸的激光器，便在集成到任何体系中。

非线性显微镜

非线性显微镜技能是受超短飞秒脉冲鞭策的范畴之一。非线性显微镜技能中利用二次谐波孕育发生（SHG）显微镜、双光子荧光寿命成像显微镜（2P-FLIM）以和双光子引发荧光（2PEF）显微镜等要领。这些技能使用红外（IR）光的低接收及散射特征，提高对于生物样本的深度丈量能力。经由过程利用飞秒脉冲红外激光辐射，它们孕育发生更短波长的光来对于样本成像。

紧凑风冷式激光器的成长，为非线性显微镜技能带来了革命性变化，使患上该技能更容易在运用。已往，这一范畴一直由钛宝石（Ti:Sapphire）激光器主导，这重要源在其于 680~1080nm之间具备可调谐性。但具备诸多上风的紧凑型风冷式固定波长光纤激光体系，正鞭策其于非线性显微镜技能运用范畴迅速普和。只管钛宝石激光用具有可调谐性，但光纤激光器占地面积更小、维护成本低且整体拥有成本更低，这些上风填补了其不成调谐的不足。

要使光纤激光器周全成为 2PEF显微镜等非线性显微镜成像体系的首选激光源，要害于在其波长需要与荧光团接收线堆叠。这促使了与之相匹配的激光器的开发，特别是波长为 920nm、1040nm及 780nm的激光器。Chromacity公司开发了一款 920nm的飞秒激光器，用在引发 2PEF 显微镜及神经科学成像中经常使用的荧光团。

情况传感

情况气体监测是全世界重点存眷事项，需要强盛且敏捷的及时丈量技能。及时丈量及评估气体排放的能力，对于在改善浩繁行业的情况影响至关主要，这些行业包括气体开采与加工、工业举措措施、污水处置惩罚厂、农业、林业以和垃圾填埋场等。一种可行的解决方案是基在开放式傅里叶变换红外光谱（FTIR）的体系（见图 2）。

图 2：利用 Chromacity 公司的光参量振荡器（OPO）激光器、发射光学器件及网络千里镜，举行开放式气体检测的体系。（图片来历：赫瑞瓦特年夜学Derryck Reid传授）

对于在此类运用，抱负的激光源体系必需具备高度可调谐性，可以或许实现高分辩率光谱阐发，并具有优良的光束质量。光参量振荡器（OPO）可满意这些要求（见图 3）。其于1.4~12 m规模内选择感兴致波长区域的能力，提供了史无前例的矫捷性，而且可以针对于浩繁感兴致的接收线。于近来与赫瑞瓦特年夜学Derryck Reid传授和其研究小组互助的一个项目中，乐成证实了利用这类类型的激光器用在长间隔气体接收丈量中的激光光谱学运用的可行性。该体系颠末调谐，以甲烷及乙烷接收带为方针，展示了以十亿分之一精度丈量气体浓度的能力。

图 3：非线性显微镜装配中的一台 Chromacity 1040fs超快激光器。（图片来历：英国 Scientifica 公司）

量子技能

于已往的十年中，量子技能取患了显著成长。量子技能领域内的很多运用，如量子光谱学、量子纠缠及量子暗码学等，正鞭策着激光技能的成长标的目的。这些运用的基础是靠得住地孕育发生量子纠缠的能力。

实现量子纠缠的要领之一是自觉参量下转换（SPDC）。该技能凡是需要一个可以或许孕育发生超短脉冲的激光体系，为孕育发生 SPDC 的非线性晶体提供极高的峰值功率。孕育发生飞秒脉冲的固定波长激光器是此类运用的抱负选择。

量子光谱学等运用需要更繁杂的激光源，这些激光源能孕育发生宽光谱的红外波长， 以实现更年夜的矫捷性。超短脉冲连续时间与中红外可调谐激光器是抱负组合，从短波红外到长波红外光选择波段的能力，为该运用提供了卓着的顺应性。

而可以或许选择从短波红外到长波红外（SWIR~LWIR）的波段规模，则为运用提供了卓着的顺应能力。

将来瞻望

于已往的二十年里，超快光纤激光技能已经经显著成熟，使患上年夜大都用户可以或许受益在其易用性、高效性及低成本。跟着锁模质料科学、电子元件小型化以和光学效率等方面的最新进展，超快激光器有望变患上更小、更高效且功率更高。这将促使新质料加工、非线性光学及量子运用范畴的新用户更偏向在采用该技能。

-BG电子