皮秒激光器在工业领域的应用
发布时间：2019-09-05 18:03
皮秒激光器在工业领域的应用
高功率皮秒以其高峰值功率、窄脉冲宽度（10-12s）,在材料精细微加工、LED芯片划片、太阳能光伏，科学研究等领域得到了广泛的应用。相对于传统纳秒（10-9s），采用皮秒材料，具有加工精度高、热效应极小、加工边缘无毛刺等优点。相对于（10-15s），皮秒激光也有不少优势，由于不需要为了放大而展宽和压缩脉冲，皮秒激光器结构相对简单，因此成本效益更高，性能更可靠。同时，皮秒脉冲仍短到足以应付非常精确和无应力的微细加工。点击了解皮秒激光参数。今天分享一下皮秒激光器在工业领域的应用。
目前国内工业领域对于皮秒激光器的需求量很大，一年要在800台以上，大部分依赖于进口，价格昂贵，维护也非常麻烦。国内有几家提供皮秒激光器产品，皮秒连续锁模激光器类别受限于稳定性问题，市场占有率较低。
工业用高功率皮秒激光器单脉冲能量通常需要达到微焦，甚至亚毫焦量级，而锁模种子激光器的频率达到MHz以上，种子的单脉冲能量通常为nJ量级，为了获得高的单脉冲能量，可以通过选脉冲技术将种子频率降低，然后通过高增益放大器实现高单脉冲能量输出。皮秒激光器工作原理如下图所示，结构主要包括种子激光器，选脉冲单元和放大器三个部分。MHz高频种子光脉冲通过声光或者电光调制器，选出kHz，脉冲再经过单级或者多级放大实现高单脉冲能量输出。种子源技术是皮秒激光器的核心技术，种子源的性能直接决定皮秒激光器的稳定性和可靠性，皮秒激光器最不容易控制和出故障最多的地方就是种子激光器，如何延长可饱和吸收镜的使用寿命成为种子源技术的关键。种子激光器一般分基于半导体泵浦技术的固体种子和基于光纤技术的光纤种子两种。固体种子存在结构复杂，体积大，成本高，稳定性差等缺陷，其用于锁模的可饱和吸收镜承受较高功率和热量，寿命通常小于1500小时，为了满足10000小时的使用寿命，需要对可饱和吸收镜频繁换点。皮秒激光器在工业领域的应用相比之下，光纤种子源可饱和吸收镜上承受的功率和热量低很多，使用寿命会长很多，即使可饱和吸收镜不换点，其寿命也可以达到10000小时以上。除此之外，光纤种子源还具有结构简单，制作成本低，性能稳定，基本免维护等优点，因此已经成为各大激光器供应商的首选。
