全玻璃微型GHz重復率飛秒激光腔:光學制造的新突破
在現代光學領域,飛秒激光器因其超短脈沖和高峰值功率而在眾多應用中扮演著關鍵角色。從微細加工到生物醫學,飛秒激光技術不斷推動科技的邊界。最近,一項革命性的進展在《Optica》期刊上被報道,研究人員成功開發了一種全玻璃微型GHz重復率飛秒激光腔,這一成果不僅在技術上實現了重大突破,也為光學系統制造提供了全新的范例。
一、創新設計:全玻璃飛秒激光器
這項研究的核心在于一種全新的飛秒激光器設計,它幾乎完全由玻璃構成,利用飛秒激光-物質相互作用進行組件對準,而非傳統的機械方法。這種設計允許激光腔在保持小型化的同時,實現GHz級別的重復率,這對于光學頻率梳的生成和精密測量等領域具有重要意義。
二、制造工藝:飛秒激光加工技術
文章詳細介紹了激光腔的制造過程,這涉及到使用飛秒激光曝光和化學蝕刻相結合的工藝來制造玻璃基板。基板上預定義了組件的插槽和嵌入式彎曲元件,這些元件隨后可以通過飛秒激光進行非接觸式的精細調整,實現亞納米和亞弧度角分辨率的超精確定位。這種方法不僅提高了制造精度,也大大增強了激光腔的可靠性和穩定性。
三、性能表現:高效且穩定
研究人員展示了這種全玻璃飛秒激光器在不同泵浦功率下的性能。在連續波模式下,激光腔展現了60mW的激光閾值和32%的斜率效率。而在鎖模狀態下,系統在296毫瓦的入射泵功率以上過渡到自啟動鎖模狀態,輸出功率以約25%的斜率效率上升。此外,激光器的光束質量接近衍射極限,適合在單模光纖內耦合,顯示了其在實際應用中的潛力。
四、應用前景:廣泛的科學和工業領域
這種新型飛秒激光器因其小型化、高效和穩定的性能,在3D微制造、手術應用、計量學和光譜學等領域具有廣泛的應用前景。它的成功開發,不僅為飛秒激光技術的應用提供了新的可能性,也為光學系統的設計和制造開辟了新的道路。
全玻璃微型GHz重復率飛秒激光腔的研制成功,標志著光學制造技術的一個新里程碑。這種激光器的小型化、集成化特點,以及其在性能上的卓越表現,預示著未來光學系統將更加緊湊、高效和可靠。隨著技術的進一步發展和優化,我們有理由相信,這種全玻璃飛秒激光器將在科學和工業領域發揮越來越重要的作用。
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