光纖激光器中的主放大器的功率容量具有重復(fù)頻率為兆赫茲、峰值功率為G瓦量級(jí)的潛在性能;也就是說(shuō),脈沖能量為毫焦量級(jí)、脈沖寬度為亞皮秒量級(jí)的脈沖激光光源的平均功率為一千瓦。
眾所周知,基于光纖的激光器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的平均功率。由于它們效率高、將光束限制在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的能力卓越,并且散熱速度快,目前已經(jīng)輸出幾千瓦衍射極限光束連續(xù)波。
相比之下,超快光纖激光器在性能上要落后于固體激光器,并且未被考慮是高峰值功率激光光源的最佳選擇。因此利用光纖產(chǎn)生高能量飛秒脈沖就成了最終的挑戰(zhàn),如果成功,則高能量與高平均功率的結(jié)合將使超快光纖激光器具有極為重要的性能。
我們有兩個(gè)主要的研究方向。第一個(gè)是開發(fā)高峰值功率或短脈沖激光器。第二個(gè)是采用新材料制作新型光纖激光器,如光子晶體和金屬材料。這些新材料不僅能增加激光器的新功能,還可以擴(kuò)寬波長(zhǎng)范圍,這點(diǎn)在傳統(tǒng)激光器上很難實(shí)現(xiàn)。
超快光纖激光器能夠產(chǎn)生很高的峰值功率,甚至超過(guò)幾十兆瓦,光纖和其他組件都有非線性效應(yīng)。對(duì)超快光纖激光器的研究已經(jīng)取得了一些重要的科研成果,最近,還制造出了有競(jìng)爭(zhēng)力和高品質(zhì)的商用設(shè)備。
在很多方面,超快光纖激光器類似于傳統(tǒng)的連續(xù)波或納秒光纖激光器。這種激光器裝上了主振蕩功率放大器系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上看,激光器同樣產(chǎn)生持久的、納秒或皮秒脈沖。主要的差別體現(xiàn)在主振蕩器上。
無(wú)疑是商用光子晶體光纖(PCFs)的發(fā)明。PCFs 促進(jìn)了光纖散射和非線性管理,這點(diǎn)傳統(tǒng)光纖和光學(xué)元件是做不到的。該成果可以導(dǎo)致采用直接方式對(duì)光纖脈沖進(jìn)行控制和管理。
一般說(shuō)來(lái),超快光纖激光器用在科研上比較多。我們看到多個(gè)科研領(lǐng)域采用了這種激光器,如生物醫(yī)學(xué)成像、半導(dǎo)體制造、檢測(cè)和計(jì)量、光伏制造和激光眼科手術(shù)。很多終端用戶比較欣賞這種激光器的優(yōu)點(diǎn),可以預(yù)測(cè)未來(lái)3-5年,超快光纖激光器將會(huì)迅速增長(zhǎng)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
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