一种大功率飞秒激光器制作方法
发布时间：2021-02-04 10:58
飞秒激光器是一种主要由光纤激光器构成，具有飞秒（10负15次秒）区持续时间的脉冲激光器。
与传统的固体、液体和气体激光器相比，飞秒激光器的应用场景由于具有光束质量好、光束转换效率高、工作波长可调、制造成本低、结构紧凑简单、易于实现集成化和环境稳定性好等优点而引起人们广泛地关注。
目前，一种大功率飞秒激光器制作方法在工业、国防等领域得到广泛的应用，市场需求巨大，发展前景广阔。但由于受到单根基质材料尺寸限制及晶体散热的严谨要求，限制了高质量、高频率、大功率激光的产生。为了提高激光输出的功率及可靠性、稳定性，做出或组合出大体积、大截面尺寸的晶体及高效散热结构是必须解决的难题。
现有的激光工作物质YAG激光晶体为圆柱形的，其端面直径一般均小于20mm，由于激光输出功率的大小与激光工作物质即YAG晶体截面积S及体积V相关，S、V越大，功率越大，若单根晶体截面积大于20mm,其直径太粗，灯光照射不透，水冷效果差，因而引起激光输出质量变差，只能低频工作，而且粗棒状晶体易炸裂。
飞秒激光器的脉宽极窄，瞬时功率极高，既使平均输出功率为lW，峰值功率也能达到千瓦级至兆瓦级以上。飞秒激光器现已应用于以往纳秒脉冲激光器或连续波激光器无法应用的各种领域。
光纤激光器使用稀土掺杂光纤作为激活介质，用激光二极管作泵浦源，本身固有一些关键优势，使它们在通过锁模产生超短脉冲方面颇具吸引力。掺杂光纤的高增益带宽和效率，允许制造相对便宜、紧凑、坚固的光纤激光器系统，这些系统提供适合广泛应用的光纤耦合输出光束。
飞秒激光器基于全光纤一体化紧凑设计，并且具有抗振动，高稳定性，高可靠性等特点，能够实现高脉冲能量和可调的重复率，填补飞秒激光器在微加工领域长期存在的空白，真正实现免维护。
飞秒激光器的这些特性是如何实现的呢？一种大功率飞秒激光器制作方法系统由四部分组成：振荡器、展宽器、放大器和压缩器。在振荡器内，利用一种特殊技术获得飞秒激光器脉冲。展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开。放大器使这一展宽的脉冲获得充分能量。压缩器把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起，恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光器脉冲。
飞秒激光有什么用途呢？众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。
