高重頻飛秒激光器,是指高重復頻率(大于1GHz)的飛秒激光器,也稱GHz重頻飛秒激光器。高重頻飛秒激光具有輸出平均功率高、單縱模功率高、脈沖短、光束質量高、模場間隔較大、采樣速率較高等特點。
飛秒激光是目前能夠獲得的最短脈沖激光,具有時間寬度超短、峰值功率超高的特點,可以應用在物理學、生物學、醫學、化學、光通信、微加工、軍工等領域。重復頻率是超快激光的重要性能參數,通常飛秒激光的重復頻率在MHz級別,高重頻是指重復頻率達到1GHz以上。
高重頻飛秒激光可以利用振蕩器產生,包括諧波鎖模、克爾效應鎖模(KLM鎖模)、可飽和吸收鏡鎖模(SESAM鎖模)等技術,也可以利用腔內諧振濾波技術產生,通常采用法布里-珀羅諧振腔(F-P諧振腔)。
高重頻飛秒激光器研制難度大,存在激光穩定產生困難、高功率下保持短脈沖并控制非線性效應干擾困難、相位噪聲高等問題。例如,高重頻飛秒激光可以直接制備成光頻梳,但重復頻率提高會導致其噪聲提升,因此其部分重要領域應用受到限制。
2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南,將GHz重頻飛秒激光技術列入,提出探索超高重頻(≥10GHz)脈沖整形與寬譜穩定產生機制,研制多參數調控GHz飛秒激光器。我國政策還在推動高重頻飛秒激光器技術不斷進步,向超高重頻方向發展。
新思界
行業分析人士表示,我國高重頻飛秒激光器相關研究成果正在增多。西安電子科技大學、中國科學院物理研究所合作,采用976nm單模光纖耦合激光器作為泵浦源,基于Yb:KGW晶體,實現了重復頻率1GHz的KLM鎖模激光輸出;中國科學院上海光機所團隊基于腔內諧振濾波技術,利用F-P腔對外部NALM諧振腔進行模式濾波,將九字腔摻鉺光纖光頻梳的重頻倍增至GHz。