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瞻觀前沿

近日，據(jù)最新一期《光學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家研制出一款新型激光振蕩器，其產(chǎn)生的激光在平均功率和強(qiáng)度方面，均創(chuàng)造了此類激光脈沖新紀(jì)錄。其平均功率高達(dá) 550 瓦，超出此前紀(jì)錄 50% 以上。

此次激光脈沖的持續(xù)時(shí)間不足 1 皮秒，且能以每秒 500 萬個(gè)脈沖的超高速度，有序從激光器中射出。這些超強(qiáng)且 " 壽命 " 超短的激光脈沖可用于材料加工、眼科手術(shù)、精密測量等諸多領(lǐng)域，也有望催生更精確的原子鐘。

中國科學(xué)院物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師魏志義表示，為制造出這些超短強(qiáng)激光脈沖，團(tuán)隊(duì)使用了 " 碟片 " 激光振蕩器。該振蕩器的核心部件是一個(gè)厚度僅 100 微米的薄碟片，其由摻雜鐿原子的晶體構(gòu)成。

最新研究基于兩項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新：首先是利用反射鏡的獨(dú)特排列方式放大激光腔內(nèi)的振蕩光。為此，研究團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)出一種特殊的反射鏡陣列，使光在激光腔內(nèi)循環(huán)往返多次放大。隨后，為將這些放大光轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度的超短脈沖，團(tuán)隊(duì)使用了 " 半導(dǎo)體飽和吸收鏡 ( SESAM ) "。與普通反射鏡不同，SESAM 的反射率會隨著光的強(qiáng)度而變化。當(dāng)光的強(qiáng)度超過某個(gè)閾值時(shí)，SESAM 能夠高效地反射這些光，使激光從連續(xù)模式切換到脈沖模式。

圖片來源：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院

技術(shù)價(jià)值觀察

激光器產(chǎn)業(yè)鏈從上游的原材料供應(yīng)，到中游的激光器制造，再到下游的激光加工和應(yīng)用，形成了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)，為多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域提供了重要的技術(shù)支持和產(chǎn)品服務(wù)。上游主要涉及激光器原材料的生產(chǎn)和供應(yīng)，包括光學(xué)材料、光學(xué)器件、機(jī)械裝置、數(shù)控軟件、電源器件及輔助器件等。中游主要由各種激光器及其配套裝置與設(shè)備構(gòu)成，主要包括高功率及低功率激光器的制造，是產(chǎn)業(yè)鏈的核心部分。下游涉及激光加工和應(yīng)用，包括激光切割、焊接、打標(biāo)、雕刻、鉆孔、照明、通信等，終端應(yīng)用覆蓋汽車、鋰電、鋼鐵、石油、航空、醫(yī)療、光伏、軍事、電子、通信等廣泛領(lǐng)域。激光器產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)。