轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
新品發(fā)布
國(guó)際領(lǐng)先的光子晶體光纖飛秒激光技術(shù)
星之球激光 來源:天津大學(xué)2015-09-29 我要評(píng)論(0 )
人類誕生以來,自古至今人類一直與時(shí)間這一最基本概念聯(lián)系在一起。對(duì)于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的描述,秒級(jí)的時(shí)間精度已經(jīng)可以了。
人類誕生以來,自古至今人類一直與時(shí)間這一最基本概念聯(lián)系在一起。對(duì)于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的描述,秒級(jí)的時(shí)間精度已經(jīng)可以了。描述微觀世界快速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間精度需要毫秒(10-3秒)、微秒(10-6秒)、納秒(10-9秒)、皮秒(10-12秒)和飛秒(10-15秒,與此相應(yīng)發(fā)展起來的電子技術(shù)也先后可以產(chǎn)生毫秒、微秒、納秒和皮秒的電脈沖,用以研究物理、化學(xué)中電子運(yùn)動(dòng)的快速過程。單靠電子技術(shù)無法產(chǎn)生飛秒脈沖。上世紀(jì)六十年代誕生的激光技術(shù)為產(chǎn)生皮秒和飛秒光脈沖提供了一個(gè)新的技術(shù)手段。利用激光的鎖模技術(shù),先在上世紀(jì)七十年代實(shí)現(xiàn)了皮秒脈沖激光的運(yùn)轉(zhuǎn),繼而又于1981年實(shí)現(xiàn)了飛秒脈沖激光的運(yùn)轉(zhuǎn)。至此,人類開始進(jìn)入了一個(gè)嶄新的飛秒時(shí)代。
以染料激光為代表的第一代飛秒激光始于1981年,它的出現(xiàn)將物理、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的研究引進(jìn)了一個(gè)前所未有的超快時(shí)代,使人類第一次在微觀世界中進(jìn)入到飛秒時(shí)代,從而推動(dòng)了物理、化學(xué)等學(xué)科的超快動(dòng)力學(xué)的研究,發(fā)現(xiàn)了大量超快新現(xiàn)象,揭示了大量的微觀世界新的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但是,由于材料的不穩(wěn)定性造成染料激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的不確定性,使得超快領(lǐng)域的研究受到極大的限制。以摻鈦藍(lán)寶石固體激光器為代表的第二代飛秒激光于1991年誕生,它所具有的材料穩(wěn)定性和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性,使其很快淘汰了飛秒染料激光。但是,一方面鈦寶石飛秒激光系統(tǒng)成本昂貴;另一方面,鈦寶石飛秒激光系統(tǒng)受周圍環(huán)境影響極大,整個(gè)系統(tǒng)不得不安置于超凈、防震、恒溫的特定實(shí)驗(yàn)室。所以第二代飛秒激光的嬌嫩性使其只能用在極其特定的實(shí)驗(yàn)室中,加之其成本昂貴的貴族身份,其應(yīng)用受到極大的限制,阻礙了飛秒激光應(yīng)用和普及。光子晶體光纖飛秒激光技術(shù)具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、高功率、可集成等一系列優(yōu)點(diǎn),成為飛秒激光應(yīng)用和普及化的關(guān)鍵。
光子晶體光纖飛秒激光器以其獨(dú)有的特點(diǎn)克服了第二代飛秒激光器的上述缺陷,即將成為相對(duì)完美的第三代飛秒激光。這是因?yàn)?,第一、光子晶體光纖激光可以由半導(dǎo)體激光器直接泵浦實(shí)現(xiàn),使成本大幅度下降;第二、飛秒激光器所需要的增益、色散補(bǔ)償和非線性三大功能可在一根光子晶體光纖中完成,從而使飛秒激光系統(tǒng)成為極其簡(jiǎn)約、固定而無需調(diào)整的“傻瓜”系統(tǒng);第三、光子晶體光纖飛秒激光系統(tǒng)的光束完全被封閉在纖芯中,大大減小了周圍環(huán)境的影響,將飛秒激光器從超凈、恒溫和防震的高級(jí)實(shí)驗(yàn)室中解放出來;第四、光子晶體光纖具有大的表面-體積比,散熱極好,可以做成高功率器件,光子晶體光纖飛秒激光放大系統(tǒng)的平均功率比鈦寶石飛秒激光高出2個(gè)數(shù)量級(jí);第五、雙包層大纖芯光子晶體光纖在高功率情況下的單模運(yùn)轉(zhuǎn)和高的光束質(zhì)量( M2<1.1)是普通雙包層大功率光纖激光器所無法比擬的。綜上所述,以光子晶體光纖為代表的第三代飛秒激光的低廉的成本,能抗擊外部環(huán)境影響的封閉式結(jié)構(gòu),無需繁瑣調(diào)試的集成化以及高功率高光束質(zhì)量等突出優(yōu)勢(shì)決定了其工作的穩(wěn)定性、可靠性、簡(jiǎn)約性和普及性,從而將開創(chuàng)一個(gè)飛秒激光應(yīng)用普及的新時(shí)代,在眾多的基礎(chǔ)學(xué)科、高新技術(shù)、國(guó)防應(yīng)用以及大科學(xué)工程中發(fā)揮其不可代替的重要的獨(dú)特作用。
天津大學(xué)在國(guó)際上同步開展了光子晶體光纖飛秒激光技術(shù)。在國(guó)際上率先研制成功全光子晶體光纖飛秒激光放大系統(tǒng),進(jìn)一步又成功實(shí)現(xiàn)了更高功率的多芯光子晶體光纖飛秒激光振蕩級(jí)和放大系統(tǒng)。在振蕩器中獲得了76飛秒的脈沖,在放大系統(tǒng)中獲得150兆瓦的峰值功率等世界領(lǐng)先水平的研究成果。在基礎(chǔ)研究的同時(shí),將上述新型激光源實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)化,滿足了國(guó)內(nèi)外十余家研究單位的應(yīng)用。2006年以來已經(jīng)發(fā)表論文近200篇,發(fā)表在Applied Physics Letters、Optics Letters、Optics Express等二區(qū)以上高水平論文40余篇,被SCI他引數(shù)百次。其中基于光子晶體光纖彎曲損耗的可調(diào)諧濾波器一文被國(guó)際評(píng)論性雜志Photonics Spectra評(píng)價(jià)為迄今為止最簡(jiǎn)單的可調(diào)諧濾波器。兩篇論文成為封面文章,一篇入選2009年“中國(guó)百篇最具影響國(guó)際學(xué)術(shù)論文”。授權(quán)專利13項(xiàng)。2007年入選全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文1篇,2011年和2014年入選全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文提名獎(jiǎng)2篇。全國(guó)光子晶體光纖飛秒激光技術(shù)于2008年入選中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展,并于2009年獲得教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。在此基礎(chǔ)上開展了多個(gè)前沿領(lǐng)域的研究工作,在飛秒微納加工、高功率太赫茲時(shí)域光譜儀、生物光子學(xué)、遠(yuǎn)距離精密測(cè)距等方面取得了不俗的成績(jī)。在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)利用飛秒激光控制細(xì)胞鈣通道。在Nature Photonics、Scientific Reports等頂級(jí)期刊發(fā)表多篇論文。
免責(zé)聲明
① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使
用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。
相關(guān)文章
網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0 條相關(guān)評(píng)論
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
關(guān)注微信公眾號(hào),獲取更多服務(wù)與精彩內(nèi)容