光纖激光切割設備之激光技術領域的新進展

目前，激光技術應用已經走入我們日常生活，成為材料加工的理想工具。與此同時，在激光技術及關鍵器件領域，研究人員也沒有停下腳步。讓大家一起跟著小編的腳步了解都有哪些新的進展。

一、實現人類史上的寬光譜暗孤子脈沖輸出

超短脈沖光纖激光器具有易操作、結構緊湊、性能穩定、成本低等特點，被廣泛應用于高速光通信、光傳感、光頻梳、激光雷達、光譜分析、軍事等相關領域，是目前光電子領域的研究熱點之一。北京郵電大學理學院劉文軍、雷鳴等青年教師針對暗孤子脈沖產生技術的限制，理論分析了暗孤子脈沖產生的動力學行為，實驗上實現了人類史上的寬光譜暗孤子脈沖輸出?；诜蔷€性Schrodinger方程和復Ginzburg-Landau方程，通過改變光纖的非線性參數研究了暗孤子脈沖在光纖激光器中的傳輸特性，從理論上提出了減弱暗孤子脈沖相互作用的方法，在實驗上實現了光纖激光器中暗孤子脈沖的穩定輸出。經理論計算，進一步優化了光纖激光器腔內色散與非線性參數，成功研制出人類史上的寬光譜暗孤子脈沖光纖激光器，并且通過拉錐光纖與可飽和吸收材料的協同優化，實現了人類史上的短脈寬為67 fs的混合鎖模光纖激光輸出。該課題組還將之用于全光纖激光鎖模，進一步實現了脈寬246 fs的鎖模脈沖激光輸出。據知這是迄今為止過渡金屬硫化物全光纖鎖模激光器所產生的人類史上的短脈寬報道。

二、微型紫外波段飛秒脈沖三倍頻器效率提升三倍

華沙大學的研究人員已經研制了一種轉換效率超過30％的微型三倍頻器，通過級聯二階倍頻器使得單束激光聚焦，以產生246fs的紫外脈沖。通過對非線性和雙折射介質中聚焦的寬帶光場的傳播過程進行三維建模，就能夠實現這種超小型高效變頻器的設計。

雖然先進的激光技術已經能夠覆蓋更寬的光譜區域，但是大約300nm的紫外波段激光仍然難以實現，特別是制造高強度的短脈沖紫外激光更是難上加難。通常，科學家通過非線性的變頻器，將近紅外激光脈沖轉換成紫外激光脈沖。但是變頻器的調整極其復雜，而且其轉換效率只有10％左右。

華沙大學研制的微型紫外波段飛秒脈沖三倍頻器使得深紫外波段激光的制造成為可能。

三、激光單色性創新世界紀錄[光纖激光切割設備]

德國和美國科學家聯合創造出了譜線寬度僅10毫赫茲（1毫赫茲為0.001赫茲）的激光，創下激光單色性的新世界紀錄。德國聯邦物理技術研究院發布的新聞公報說，這是迄今離理想單色性相對近的激光，用它測量原子頻率可以讓光子鐘更加精確，還有助于光譜學和射電天文學研究等。

普通激光的線寬通常為幾千赫茲到幾百萬赫茲，不適合精度要求特別高的實驗。德國聯邦物理技術研究所和美國實驗天體物理聯合研究所的科學家合作創造出兩束波長約1.5微米的激光，對比印證顯示其線寬為10毫赫茲。這兩束激光非常穩定，組成激光的所有光波都非常相似、振蕩步調高度一致，能在每秒振蕩194萬億次的情況下維持同步至少11秒。在這段時間里，該激光可以傳播330萬千米，相當于地球到月球距離的將近10倍。

四、集成化100kHz窄線寬激光光源[光纖激光切割設備]

近日，福建物構所承擔的 國 家 863 計劃信息技術領域課題“集成化100kHz窄線寬激光光源”（課題編號：2013AA014202）通過科技部高技術研究發展中心組織的專家驗收。

該課題面向400Gb/s高速相干光通信系統對窄線寬激光器的特殊需求，開展了半導體增益材料生長激光增益芯片制備、光纖光柵設計和半導體激光器結構封裝等方面的研究，研制出國產化基于雙段式增益芯片的FBG外腔式窄線寬半導體激光器，實現了小型集成化、低功耗、低成本、高度穩定的窄線寬激光輸出。

五、儲存環自由電子激光[光纖激光切割設備]

中國科學院上海應用物理研究所研究人員近日提出了一種基于儲存環光源產生高亮度、全相干輻射光的新機制。研究表明，這種運行機制能夠充分利用儲存環電子束的特點，通過較簡單的裝置改造就能實現飛秒量級高峰值亮度X射線脈沖的產生，從而大幅增強儲存環光源的性能。

基于儲存環的第三代同步輻射光源已經成為支撐物理、化學、材料、醫學、生命科學等學科開展基礎和應用研究的一種主要的大科學平臺。第三代同步輻射光源具有平均亮度高、脈沖能量穩定和同時支持多用戶運行等諸多優點。然而，受原理限制它也同時存在著峰值亮度較低、脈沖長度較長和縱向沒有相干性等缺點。為克服儲存環光源的這些缺點，人們正在發展X射線自由電子激光。與此同時，近些年隨著衍射極限儲存環光源的發展，人們開始探索基于儲存環產生全相干自由電子激光的可行性，并提出了一些新的方案。