飛秒激光器具有極短的脈沖寬度、極高的峰值功率和極寬的光譜范圍，在強(qiáng)場(chǎng)激光物理、超快化學(xué)動(dòng)力學(xué)、微結(jié)構(gòu)材料科學(xué)和生命科學(xué)等不同領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

飛秒激光器發(fā)展現(xiàn)狀

飛秒激光器目前主要存在四大類別：

1、由有機(jī)染料為介質(zhì)的飛秒染料激光器

不同染料可以輸出不同波長(zhǎng)的飛秒激光脈沖，它覆蓋了從紫外到近紅外波段，但最有效的還是集中在紅光波段。隨著固體、半導(dǎo)體、光纖飛秒激光器的崛起，飛秒染料激光器在紅外和紫外波段已經(jīng)失去了競(jìng)爭(zhēng)能力，但在可見(jiàn)波段，特別是在紅光區(qū)域仍被廣泛的應(yīng)用在時(shí)間分辨光譜，半導(dǎo)體載流子快速弛豫過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程的研究中。

2、以摻鈦藍(lán)寶石，Li：SAF，摻鎂橄欖石等固體材料為介質(zhì)的飛秒固體激光器

由于這種固體材料具有比染料更寬的調(diào)諧范圍，更大的飽和增益通量和更長(zhǎng)的激光上能級(jí)壽命，使其在飛秒激光運(yùn)轉(zhuǎn)的許多特性都優(yōu)于染料激光器，加之固體材料具有更穩(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)和更緊湊的結(jié)構(gòu)，使得飛秒固體激光器在很短的時(shí)間里發(fā)展成為飛秒激光器的主體。

3、以多量子阱材料為代表的飛秒半導(dǎo)體激光器

超短脈沖半導(dǎo)體激光器的研究在很長(zhǎng)時(shí)間里始終沒(méi)有跨越皮秒級(jí)，直到將多量子阱材料引入到短脈沖半導(dǎo)體激光器中，才使超短脈沖半導(dǎo)體激光器成為飛秒激光器家庭中的重要成員。飛秒半導(dǎo)體激光器主要應(yīng)用于高比特多路通信，超長(zhǎng)距孤子光纖通信等領(lǐng)域。

4、以摻雜稀土元素的SiO2為增益介質(zhì)的飛秒光纖激光器

這種飛秒激光器主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，高效率，低損耗，負(fù)色散和全光學(xué)，其波長(zhǎng)適用于光通信，特別適用于孤子傳輸?shù)难芯俊?/p>

飛秒激光器的發(fā)展主要有兩個(gè)方向：一個(gè)是脈沖寬度的進(jìn)一步壓縮;另一個(gè)是增益介質(zhì)的選取。而目前的發(fā)展主要體現(xiàn)在增益介質(zhì)的選取上。

飛秒激光器應(yīng)用前景

材料加工是飛秒激光器主要而直接的應(yīng)用，由于飛秒激光具有許多無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)，使其在測(cè)量、微電子、微機(jī)電系統(tǒng)、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。隨著飛秒激光技術(shù)的日趨成熟，飛秒激光器將在核物理、飛秒脈沖光譜學(xué)、超高速光通信等領(lǐng)域有著不可替代的地位。

1、在純硅玻璃或摻鍺硅玻璃中，用可見(jiàn)飛秒激光器可實(shí)現(xiàn)明顯的激光損傷和光致折射率改變。激光照射區(qū)域通過(guò)色心形成，晶格缺陷，甚至小區(qū)域熔化實(shí)現(xiàn)致密化，增大折射率。

2、利用飛秒激光器還原稀土離子。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用飛秒激光照射Sm3+樣品后有Sm2+存在，并且發(fā)現(xiàn)通過(guò)420℃退火一小時(shí)后Sm2+又重新變?yōu)镾m3+，這使材料的多次存儲(chǔ)成為可能。

3、將兩束相干飛秒激光同時(shí)聚焦照射在二氧化硅玻璃上，可以形成光柵。

4、用飛秒激光器照射含稀土離子的玻璃，可以觀察到長(zhǎng)磷光現(xiàn)象。通過(guò)改變玻璃的成分和稀土離子的種類，可以在玻璃內(nèi)部有選擇的寫入各種顏色的立體圖像。利用此現(xiàn)象可以形成自動(dòng)消失的光存儲(chǔ)元件和三維顯示器件。

5、利用飛秒激光器可以實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)晶體相變。在α-BBO晶體中誘導(dǎo)產(chǎn)生β-BBO實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)相變，屬于結(jié)構(gòu)重建型相變，相變溫度為925±5℃。高低溫之間的相變是一個(gè)漸變過(guò)程，速度較慢，存在相變滯后的問(wèn)題。飛秒激光可以在強(qiáng)電磁場(chǎng)和熱的作用下，有可能空間選擇性的實(shí)現(xiàn)α-BBO到β-BBO的相變。

6、飛秒激光相干控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了光通信光電轉(zhuǎn)換速率的突破，實(shí)際上，飛秒激光器在高速光通信中有著更廣泛的意義。利用飛秒激光技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)帶寬為tHz的光纖網(wǎng)絡(luò)，從而促使半導(dǎo)體激光的超短技術(shù)和開(kāi)關(guān)技術(shù)的快速實(shí)現(xiàn)與發(fā)展。同時(shí)也帶動(dòng)一些相關(guān)領(lǐng)域如飛秒光電子非線性相互作用、量子點(diǎn)物理、tHz電磁輻射以及飛秒X射線技術(shù)等的飛速發(fā)展。

7、利用飛秒激光器的超高速性能可控制原子和分子的反應(yīng)。目前此項(xiàng)研究已經(jīng)達(dá)到高潮。

隨著飛秒激光器的進(jìn)一步發(fā)展和完善，一定能開(kāi)辟出更多的應(yīng)用前景。

2019-01-29 17:02:38 631次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_2251.html 熱門標(biāo)簽：
激光器的發(fā)明是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大成就。它使人們終于有能力駕駛尺度極小、數(shù)量極大、運(yùn)動(dòng)極混亂的分子和原子的發(fā)光過(guò)程，從而獲得產(chǎn)生、放大相干的紅外線、可見(jiàn)光線和紫外線的能力。

01-29

激光器是一種能發(fā)射激光的裝置，激光器發(fā)出的光質(zhì)量純凈、光譜穩(wěn)定可以在很多方面被應(yīng)用。目前已經(jīng)運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、精密測(cè)量和探測(cè)、通訊與信息處理、醫(yī)療、軍事等各方面。

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激光器是激光設(shè)備的心臟，對(duì)激光切割質(zhì)量起著決定性的作用。一個(gè)好的激光器，應(yīng)該具備理想的模式，穩(wěn)定的功率等要素。激光器的種類是很多的，一般從激光工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、輸出波長(zhǎng)范圍等幾個(gè)方面分類。

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激光器顧名思議就是激光設(shè)備最核心的重要配置，激光器在選擇時(shí)需要根據(jù)不同的使用設(shè)備進(jìn)行參考的選配，才能為激光器與設(shè)備之間形成互補(bǔ)互助的使用產(chǎn)生良好的激光使用功能。

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