高功率高重频中红外激光器

高重频激光器工作原理
嘿！今天咱们来聊聊高重频激光器工作原理呀！这可是个超级厉害的东西呢！
哎呀呀，要搞清楚高重频激光器的工作原理，咱们得先知道啥是激光器。

简单说，激光器就是能发出很强、很集中、很纯净光的设备哇！那高重频又是什么意思呢？就是说它能在很短的时间内，快速地、不停地发射出激光脉冲呀！
高重频激光器里面有一些关键的部件呢。

比如说，有能提供能量的泵浦源，就像是给激光器“加油”的地方！还有光学谐振腔，这可是决定激光质量和频率的重要部分呀！那它到底是怎么工作的呢？
当泵浦源给激光器提供能量的时候，哎呀呀，这就像是给它注入了强大的动力！在光学谐振腔里，光会来回反射，不断增强，最后形成强大的激光脉冲输出！而且因为是高重频，所以这个过程会快速地重复，一波接一波地发射出激光呀！
你说神奇不神奇？哇！这高重频激光器在很多领域都大有用处呢！在通信领域，它能让信息传输更快更稳定！在医疗领域，它可以精准地进行手术治疗！在工业制造里，能实现高精度的加工！
所以说呀，了解高重频激光器工作原理真是太重要啦！它为我们的生活带来了这么多的便利和进步，难道不值得我们好好研究和探索吗？哇！相信未来，它还会有更多更厉害的应用呢！。

第49卷第12期Vol.49N o.12红外与激光工程Infrared a n d Laser Engineering2020年12月Dec.2020 L D泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器（特邀）郑立s汪会波u,田文龙\张大成\韩海年2,朱江峰、魏志义2(1.西安电子科技大学物理与光电工程学院，陕西西安710071;2.中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室，北京100190)摘要：G H z飞秒激光器相比于传统的百M H z飞秒激光器，其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨 率更高，相同光谱范围内纵模密度更小，每个纵模分得的平均功率相对更高，在梳齿可分辨光谱学、直 接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。

文中从G H z飞秒脉冲的产生方案出发，着重对激光二极管泵浦的G H z重复频率全固态飞秒激光的产生方 案以及相应的技术挑战进行了详细介绍，然后重点综述了国际上基于S E S A M被动锁模以及克尔透镜 锁模全固态G H z飞秒激光器的研究进展，并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态G H z重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。

关键词：G H z重复频率；全固态飞秒激光器；克尔透镜锁模；被动锁模中图分类号：T N242 文献标志码：A D O I：10.3788/I R L A20201069LD-pumped high-repetition-rate all-solid-statefemtosecond lasers {Invited)Zheng Li1,W a n g Hu i b o1'2,Tian W e n l o n g1，Zh a n g D a c h e n g1，H a n Hainian2,Z h u Jiangfeng1，W e i Zhiyi2(1. School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi'an 710071, China;2. Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy o f Sciences, Beijing 100190, China)Abstract:C o m p a r e d with traditional 〜100 M H z femtosecond lasers,the m o d e spacing i s larger of G H z femtosecond lasers so that each c o m b can simply be resolved.Furthermore,the less dense of longitudinal m o d e s results in higher average p o w e r.Therefore,i t has more important application value in m a n y research fields,such as comb-resolvabled spectroscopy,direct optical frequency c o m b spectroscopy,optical arbitrary waveform generation and astronomical spectrograph calibration.In this review,the generation schemes of G H z femtosecond pulses and the corresponding technical challenges of G H z-repetition-rate all-solid-state femtosecond lasersp u m p e d by laser diode were introduced in detail firsly.Secondly,the international research progresses of all-solid-state G H z femtosecond lasers based on S E S A M passively mode-locking and Kerr-lens mode-locking were summarized.Finally,the application value and research object of our group in all-solid-state G H z-repetition-rate femtosecond lasers were forcasted based on our preliminary research results.K e y w o r d s:G H z repetition rate;all-solid-state femtosecond lasers;Kerr-lens m o d e locking;passively m o d e locking收稿日期:2020-09-12;修订日期:2020-10-14基金项目:国家自然科学基金（11774277, 60808007);中央高校基本科研业务费（JB190501，Z D2006);陕西省自然科学基础研究计划(2019JCW-03)作者简介:郑立（1995-)，男，博士生，主要从事全固态激光技术方面的研究。

中红外光纤激光器摘要位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的重要应用。

利用固体激光器泵浦稀土离子掺杂的玻璃光纤产生荧光发射是直接获得2～5 μm 波段中红外激光的有效途径，具有光束质量好、体积小、转换效率高、散热效果好等优点。

本文介绍了中红外光纤激光器的原理、研究现状和发展前景。

对中红外光纤激光器的发展和研究方向进行了阐述。

关键词：中红外；光纤激光器；稀土离子；硫化物光纤；氟化物光纤一、中红外光纤激光器简介1.1 中红外激光位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的重要应用。

它位于大气“透明窗口”,处于大多数军用探测器的工作波段, 可以进行战术导弹尾焰红外辐射模拟、人眼安全的激光雷达、激光定向红外干扰等军事用途。

在民用领域可用于遥感化学传感、空气污染控制，它还可以用于新一代激光手术,使血液迅速凝结,手术创面小、止血性好（水分子在3μm附近有很强的吸收峰）此外，采用2～5 μm 替代目前广泛使用的1.55 μm 作为光纤通信工作波长也是一项极具研究价值的课题，由于材料的Rayleigh 散射与光波长的四次方成反比，采用2～5 μm 作为工作波长可以有效降低光纤损耗，增加无中继通信的距离。

因此，研发中红外波段的激光器对于国家安全和国民经济建设具有十分重要的意义。

获得中红外激光的方法有间接方法和直接方法。

其中间接方法包括： (1) CO2激光器的倍频及差频输出(2) 利用非线性红外晶体采用非线性频率变换或光学参量振荡技术将其它波段激光调谐到中红外波段直接方法包括：(1)以氟化氘等为介质的化学激光器(2) 以AlGaAsSb，InGaAsSb，InAs/(In)GaSb 等锑化物窄禁带半导体、过渡金属离子掺杂的Ⅱ–Ⅵ族半导体制作的中红外激光器(3)近红外半导体激光泵浦的稀土离子或过渡金属离子掺杂的玻璃、晶体的光纤激光器。

1.2 光纤激光器光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，主要由泵浦源、耦合器、掺稀土元素光纤、谐振腔等部件构成, 结构如图1.1所示。

2024年高功率激光器市场规模分析1. 引言高功率激光器是一种能够产生高功率激光束的设备，广泛用于多个领域，如工业、医疗和科学研究。

本文将对高功率激光器市场的规模进行详细分析。

2. 市场趋势随着科技的不断发展和应用领域的拓展，高功率激光器市场正在迅速增长。

以下是市场中的一些主要趋势：2.1 行业需求增加高功率激光器在工业和科学研究领域具有广泛的应用。

工业上，高功率激光器被用于激光切割、激光焊接、激光打标和激光雕刻等工艺。

科学研究中，高功率激光器用于精密光谱分析、原子物理研究和光学交叉研究等。

2.2 技术进步推动市场增长随着激光技术的不断进步，高功率激光器的性能和可靠性得到了显著提升。

高功率激光器的输出功率、波长范围和脉冲重复频率等参数一直在不断提高，从而满足了不同应用领域的需求。

2.3 医疗领域需求增加高功率激光器在医疗领域也有广泛的应用。

例如，激光手术是一种常见的治疗方法，高功率激光器可以用于切割和烧蚀组织。

此外，在激光治疗和激光诊断方面，高功率激光器也发挥着重要作用。

3. 市场细分高功率激光器市场可以根据使用领域和激光器类型进行细分。

3.1 使用领域根据使用领域不同，高功率激光器市场可分为工业、医疗和科学研究等领域。

其中，工业是市场的主要使用领域，占据了最大份额。

3.2 激光器类型高功率激光器市场根据激光器类型可分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。

固体激光器具有高功率、稳定性和长寿命等优点，所以在市场中具有较大的份额。

4. 市场规模高功率激光器市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。

根据市场研究公司的报告，预计高功率激光器市场规模将在未来几年内持续增长，并达到XX亿美元。

这主要受到市场需求增加、技术进步和新兴应用领域的推动。

5. 市场竞争格局高功率激光器市场竞争激烈，主要厂商包括TRUMPF、Coherent、IPG Photonics 等。

这些公司凭借其先进的技术和广泛的产品线在市场中占据了一定的份额。

中波红外激光器使用说明一、概述中波红外激光器是一种常用于工业、军事和科研领域的激光设备。

它利用中波红外激光的特性，可以用于红外光谱分析、热成像、材料加工等领域。

本文将介绍中波红外激光器的基本原理、使用注意事项以及常见故障排除方法。

二、基本原理中波红外激光器是通过将电能转化为激光能量来工作的。

其基本原理是利用激光介质中的能级跃迁，通过电子受激辐射的方式产生光子。

中波红外激光器使用的激光介质通常是掺杂有稀土离子的晶体或玻璃材料。

当外加电源提供能量时，激光介质中的激发态电子会跃迁到较低能级，产生一束特定波长的激光。

三、使用注意事项1. 安全操作：激光器输出功率较高，使用时应避免直接照射眼睛和皮肤，以免损伤视力或皮肤组织。

在操作过程中应佩戴适当的激光防护眼镜和防护服。

2. 温度控制：激光器的工作温度应在一定范围内，避免过高或过低温度对激光器性能的影响。

应确保激光器周围的环境温度适宜，并定期清洁激光器散热器。

3. 电源稳定：激光器的电源应保持稳定，电压波动过大可能会影响激光器的输出功率和波长稳定性。

建议使用稳定的电源设备，并定期检查电源线路的连接情况。

4. 清洁维护：定期对激光器进行清洁和维护，清除激光器表面的灰尘和污渍，避免影响激光器的正常工作。

清洁时应使用合适的清洁剂和软布进行擦拭，避免使用有腐蚀性的溶剂。

5. 防尘防湿：激光器是精密的光学仪器，应避免长时间暴露在潮湿和尘埃较大的环境中。

在不使用激光器时，应将其放置在防尘和防湿的存储箱中。

四、常见故障排除方法1. 输出功率下降：如果发现激光器的输出功率明显下降，可以首先检查激光介质是否老化或受损，需要更换新的激光介质。

同时还应检查激光器的电源是否正常，电源线路是否连接松动。

2. 波长不稳定：如果激光器的波长出现明显波动，可能是激光介质温度不稳定造成的。

可以通过调整激光器的工作温度或加装温控装置来解决这个问题。

3. 光斑质量变差：如果激光器的光斑质量变差，可能是光学耦合器件出现问题。

中红外激光器市场分析报告1.引言1.1 概述中红外激光器是一种在中红外波段范围内发射激光的光学器件，具有广泛的应用前景，包括军事、医疗、环境监测等领域。

随着激光技术的不断发展和成熟，中红外激光器市场也逐渐兴起并快速增长。

本报告旨在对中红外激光器市场进行深入分析，包括市场概况、趋势分析、竞争格局以及发展前景展望和投资建议，以期为相关行业提供参考和借鉴。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本报告分为三个主要部分：引言、正文和结论。

引言部分包括概述、文章结构、目的和总结，旨在引出本报告的主要内容和目的。

正文部分将对中红外激光器市场进行概况、趋势分析和竞争格局的深入分析，为读者提供详尽的市场信息和行业动态。

结论部分将对中红外激光器市场的发展前景展望、投资建议和总结进行总结和提出建议，以便读者能够更好地了解市场走势和投资方向。

"1.3 目的"本报告旨在对中红外激光器市场进行全面深入的分析，通过对市场概况、趋势分析、竞争格局等方面进行详细研究，以期为相关行业企业、投资者提供可靠的市场参考。

通过深入了解市场发展趋势，预测市场发展前景，并提出相应的投资建议，以帮助读者更好地把握市场脉搏，抓住机遇，规避风险，实现更好的投资回报。

同时，通过本报告的撰写，也旨在促进中红外激光器市场的健康有序发展，推动整个行业的进步与发展。

1.4 总结:在本报告中，我们对中红外激光器市场进行了全面的分析和研究。

我们从市场概况、市场趋势分析以及市场竞争格局三个方面对市场进行了系统的调查和总结。

通过对市场的深入了解，我们对中红外激光器市场的发展前景进行了展望，并提出了相应的投资建议。

总的来说，中红外激光器市场具有较大的发展潜力，随着技术的不断进步和市场需求的增加，市场规模将会逐步扩大。

投资者可以抓住这一机遇，加大对中红外激光器市场的投资，获取更多的收益。

希望本报告可以对投资者和相关行业人士提供参考，为他们在中红外激光器市场中做出明智的决策。

文章编号 2097-1842（2023）06-1318-065.2 W 高重频257 nm 深紫外皮秒激光器范灏然1，陈　曦1 *，郑　磊1，谢文侠1，季　鑫1，郑　权1,2（1. 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130012；2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033）摘要：为了提高半导体检测用深紫外激光器的检测效率，需要搭建高功率、高重频257 nm 深紫外皮秒激光器实验平台。

本文以光子晶体光纤放大器和腔外四倍频结构为基础，进行了257 nm 深紫外激光器的实验研究。

种子源采用中心波长为1 030 nm 、脉冲宽度为50 ps 的光纤激光器，输出功率为20 mW ，重复频率为19.8 MHz 。

通过两级掺镱双包层（65 μm/275 μm ）光子晶体光纤棒放大结构，获得了1 030 nm 高功率基频光。

利用二倍频晶体LBO 、四倍频晶体BBO ，采用腔外倍频方式获得了257 nm 深紫外激光。

种子源通过两级光子晶体光纤放大器输出的1 030 nm 基频光，输出功率为86 W ，经过激光聚焦系统后，倍频得到二次谐波515 nm 激光输出功率为47.5 W ，四次谐波257 nm 深紫外激光输出功率为5.2 W ，四次谐波转换效率为6.05%。

实验结果表明，该结构可获得高功率257 nm 深紫外激光输出，为提高半导体检测用激光器的检测效率提供了新思路。

关 键 词：深紫外皮秒激光器；高重频；光子晶体光纤放大器；四次谐波产生中图分类号：TP394.1;TH691.9 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0026High repetition frequency 257 nm deep ultraviolet picosecondlaser with 5.2 W output powerFAN Hao-ran 1，CHEN Xi 1 *，ZHENG Lei 1，XIE Wen-xia 1，JI Xin 1，ZHENG Quan 1,2（1. Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd , Changchun 130012, China ；2. Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences , Changchun 130033, China ）* Corresponding author ，E-mail : *******************Abstract : To improve the detection efficiency of deep ultraviolet laser for semiconductor detection, it is necessary to develop 257 nm deep ultraviolet picosecond laser with high power and high repetition frequency. In this study, a 257 nm deep ultraviolet laser was experimentally investigated based on photonic fiber amplifier and extra-cavity frequency quadrupling. The seed source uses a fiber laser with a central wavelength of 1 030 nm and a pulse width of 50 ps, delivering a power output of 20 mW and a repetition frequency of 19.8 MHz. High power 1 030 nm fundamental frequency light was obtained through a two-stage ytterbium-doped double cladding (65 μm/275 μm) photonic crystal fiber rod amplification structure, and收稿日期：2023-02-11；修订日期：2023-03-13基金项目：长春市科技发展计划重点研发专项（No. 21ZGG15）Supported by the Key R & D Projects of Changchun Science and Technology Development Plan (No.21ZGG15)第 16 卷　第 6 期中国光学（中英文）Vol. 16　No. 62023年11月Chinese OpticsNov. 2023257 nm deep ultraviolet laser was generated using double frequency crystal LBO and quadruple frequency crystal BBO. The seed source uses a two-stage photonic crystal fiber amplifier to get a 1 030 nm laser with output power of 86 W. After the laser focusing system and frequency doubling, a second harmonic output power of 47.5 W at 515 nm and a fourth harmonic output power of 5.2 W at 257 nm were obtained.The fourth harmonic conversion efficiency was 6.05%. The experimental results show that this structure can ob-tain high power 257 nm deep ultraviolet laser output, providing a novel approach to improve the detection ef-ficiency of the lasers for semiconductor detection.Key words: deep ultraviolet picosecond laser；high repetition frequency；photonic crystal fiber amplifier；fourth harmonic generation1 引　言高重频深紫外皮秒激光器，因具有分辨率高、加工速率快、热损伤低等特性，被广泛应用于半导体检测、光刻以及精密材料加工等工业领域[1-6]。

Amplitude法国Amplitude公司提供产品线最全的Yb飞秒/皮秒超快激光器。

融合光纤超快振荡器、光纤超快放大器、固体超快放大器、板条放大器,可提供功率高达一百瓦、能量高达毫焦量级的超快激光。

■紧凑型飞秒激光器…∙s∙Pukes∙Pulse具有卓越的光学性能，短脉冲，高重频以及出色的光束质量，结构紧凑占地面积小, 机械结构稳定，无需外部水冷。

S∙Pulse使用长寿命高可靠性的二极管泵浦，最大限度的降低功耗，降低运营成本。

性能指标: 号参数s-PULSE HR s-PULSE HP s-PULSE HP2 s-PULSE HE输出功率>2,5W >4W >8W >2W脉冲能量>40uJ >lmJ >2mJ >5mJ脉宽<500fs <500fs <500fs <500fs重频Single shot to 300KHz Single shot to 5KHzSingle shot to 5KHzSingle shot to 5KHz中心波长1030nm 1030nm 1030nm 1030nm尺寸43 cm x 32 cm x16 cm 84 cm x 51 cm x25 cm75 cm x 57 cm x24 cm75 cm x 50 cm x22 cm主要应用:♦超快科学♦计量学♦微加工♦粒子加速高功率Yb超快激光器∙Amplitude■高重频高功率紧凑型飞秒激光…∙Satsuma紧凑、高重复频率、高能量超快光纤激光器，它具有高重复频率和优异的光束质量，将高品质的超快激光与工业应用所需的高速处理相结合。

可选绿色和紫外输出，扩展了应用范围性能指标：主要应用:♦超快科学♦计量学♦微加工♦粒子加速♦眼科医学♦生物医学杪放尤希…TangerineAmplitude凭借特殊的专利设计，能够提供具有高平均功率以及高输出能量的超快光纤激光器.Tangerine。