单频激光器

一、项目基本情况（一）项目一1.项目编号：1499002024ATP02397（SDXZYTP-24038）2.项目名称：山西大学大功率脉冲激光器、窄线宽激光器、双波长全固态单频激光器采购项目3.政府采购计划文号：ZFCG-149900-2024-3-0331524.采购方式：竞争性谈判5.预算金额：3485000.00元6.最高限价：3485000.00元7.采购需求：本谈判项目共1包，参与谈判的供应商提交的响应文件必须实质上响应本谈判文件的要求。序号货物名称数量单位是否进口1大功率脉冲激光器1台否2窄线宽激光器2台否3双波长全固态单频激光器2台否交货地点山西大学。商务、技术要求详见谈判文件内商务、技术要求。注：上述表格中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。8.合同履行期限：合同签订后100天。9.本项目各包（是/否）允许代理商参与：是。10.本项目各包（是/否）接受联合体：否。（二）项目二1.项目编号：1499002024ATP02394（SDXZYTP-24039）2.项目名称：山西大学量子光源泵浦系统、高真空电子束蒸镀系统采购项目3.政府采购计划文号：ZFCG-149900-2024-3-0331544.采购方式：竞争性谈判5.预算金额：3940000.00元6.最高限价：3940000.00元7.采购需求：本谈判项目共1包，参与谈判的供应商提交的响应文件必须实质上响应本谈判文件的要求。序号货物名称数量单位是否进口1量子光源泵浦系统1套否2高真空电子束蒸镀系统1套否交货地点山西大学商务、技术要求详见谈判文件内商务、技术要求。注：上述表格中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。8.合同履行期限：自合同签订之日起120天内，供方应向需方完成供货、安装调试、质量验收等相关交货手续。9.本项目各包（是/否）允许代理商参与：是。10.本项目各包（是/否）接受联合体：否。（三）项目三1.项目编号：1499002024ATP02393（SDXZYTP-24036）2.项目名称：山西大学窄线宽激光器设备采购项目3.政府采购计划文号：ZFCG-149900-2024-3-0331534.采购方式：竞争性谈判5.预算金额：3330000.00元6.最高限价：3330000.00元7.采购需求：本谈判项目共1包，参与谈判的供应商提交的响应文件必须实质上响应本谈判文件的要求。序号货物名称数量单位是否进口1窄线宽激光器1台否2窄线宽激光器1台否3高功率超稳定单频超窄线宽激光器2台否4窄线宽激光器1台否交货地点山西大学商务、技术要求详见谈判文件内商务、技术要求。注：上述表格中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。8.合同履行期限：自合同签订之日起120天内，供方应向需方完成供货、安装调试、质量验收等相关交货手续。9.本项目各包（是/否）允许代理商参与：是。10.本项目各包（是/否）接受联合体：否。（四）项目四1.项目编号：1499002024ATP02395（SDXZYTP-24035）2.项目名称：山西大学飞秒双光梳等设备采购项目3.政府采购计划文号：ZFCG-149900-2024-3-0331544.采购方式：竞争性谈判5.预算金额：3800000.00元6.最高限价：3800000.00元7.采购需求：本谈判项目共1包，参与谈判的供应商提交的响应文件必须实质上响应本谈判文件的要求。序号货物名称数量单位是否进口1飞秒双光梳1套否2高智能激光器1台 否3高智能激光器1台否4大功率脉冲激光器1台否5双通道超低相噪信号源1台否交货地点山西大学。商务、技术要求详见谈判文件内商务、技术要求。注：上述表格中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。8.合同履行期限：自合同签订之日起120天内，供方应向需方完成供货、安装调试、质量验收等相关交货手续。9.本项目各包（是/否）允许代理商参与：是。10.本项目各包（是/否）接受联合体：否。二、获取谈判文件1.获取时间：2024年10月08日00时00分00秒至2024年10月10日23时59分59秒（北京时间）2.获取方式：在线获取凡有意参加谈判的供应商，请按照以下步骤免费获取谈判文件：（1）在中国政府采购网山西分网完成注册，已完成注册的请跳过此步骤；（2）请于谈判文件获取截止时间前（北京时间，下同），进入山西政府采购平台（https://login.sxzfcg.zcygov.cn/user-login/#/login）使用企业数字证书（CA）在网上获取谈判文件。3.售价：0元三、凡对本次采购提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名 称：山西大学地 址：山西省太原市小店区坞城路92号联系方式：0351-70112552.采购代理机构信息名 称：山西鑫众益项目管理有限公司地 址：山西省太原市小店区永利国际中心7层701室联系方式：0351-8710087采购代理机构项目联系人：王湧

据美国《每日科学》网站3月31日报道，澳大利亚因斯布鲁克大学研究小组最新实现的更高能量单原子激光，不但具有传统激光器的属性，还展示了单个原子相互作用的量子力学性质。 　　在传统型激光器中，光学性质活跃的物质被放置在两面镜子之间的一个空腔内，然后用电流或另一束激光将其激发。光学性质活跃的物质所发射出的光子被反射再次穿过物质，会激发更多光子的发射，最终产生激光。系统中单个电子或光子的量子涨落对整个激光器几乎没有影响。 　　单个原子激光器，其激光出自于单个原子。首先对于激光系统性能而言，其工作阈值条件具有非常重要的意义。因斯布鲁克大学的科学家瑞纳布拉特与皮特施密特领导的研究小组，展示了激光阈值高度完美化的最小可能：单个原子可在光学腔中单模交互。被“囚禁”在离子阱中的单一钙离子，因接受外部激光刺激而活跃，释放出一个光子。由两面镜子组成的高精度光学腔，能捕捉并聚集该光子，离子循环的每个周期都有一个光子被添加到腔洞系统中，使光线得以增强。 　　单原子激光器可促进人们了解单个原子与单个光子之间的相互作用，由单原子激光器产生的非经典光将实现对光子流量的精细控制，在光子信息工程中具有很大的应用前景。自1958年研制成功以来，激光就被冠以“最快的刀、最准的尺”之名。但现今的这项技术正在将此概念延伸到一个全新的领域。 　　该项成果发表于最新一期《自然物理学》杂志上.

双频激光干涉仪是先进制造业、半导体芯片制造等行业不可或缺的纳米精度的尺子，应用广泛。张书练教授团队（先清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，后镭测科技有限公司），以解决双频激光干涉仪关键技术为线，经近40年坚韧攀登，研究完成了“可伐-玻璃组装式单频氦氖激光器→双折射双频激光器→双折射双频激光干涉仪”的全链条技术，并批产。该技术开国内可伐-玻璃组装式氦氖激光器之先，吹制工艺或成历史。开国内外应力激光腔镜产生双频激光之先，解大频差和高功率不可得兼之难，频率差可以在1～40 MHZ范围选择而功率大于1 mW。双折射双频激光干涉仪测量70 m长度误差小于5 μm，非线性误差小于1 nm，测量速度高于3 m。1 研究背景激光干涉仪是当今纳米时代的长度基准，也是先进制造业（机床、光刻机，航空、航天等）制造的精度保证。制造精度和生产效率越来越高，对激光干涉仪的测量精度和测量速度提出了更高的要求。激光干涉仪的“激光”是（HeNe）氦氖激光器，至今无可替代。传统HeNe双频激光干涉仪存两个难点，成为瓶颈：1）国内外，我们之前，双频激光器靠塞曼效应产生两个频率，频率之差小（在3 ~ 5 MHz之间），频差越大激光功率越小，不能满足光刻机等应用的更大频率差要求（如10、20、40 MHz），频率差大，测量速度高，效率高；2）不论是单频还是双频激光干涉仪，国产还是外购，各型号都有几纳米甚至十几纳米的非线性误差，一直没有找到解决办法。通常，在单频激光器的光增益路径上加磁场后（塞曼效应）就变成双频激光器。可是，相当长的期间，购买到的大部分单频激光器因为常出现跳模，用于单频激光干涉仪时淘汰率很高，此外，加上磁场后单频并不呈现双频，双频激光干涉仪难有好的光源。经近40年坚持，研究打通了单频氦氖激光器→双折射双频激光器→双频激光干涉仪的全技术链条，批产，获得了广泛应用和认可。2 双折射双频激光器及干涉仪的关键和全链条技术2.1 双折射双频激光器置晶体石英片（图1a中的Q双面增透）或有内应力的玻璃元件(图1b中的M2右表面镀反射膜）于激光器谐振腔内，这些元件的双折射使激光频率分裂，一个频率分裂成两个频率，两个频率的偏振方向互相垂直（正交偏振）。反复实验证明，激光器可输出频率差大于但不能小于40 MHz两个频率。如果频率差稍大于40 MHz，在改变（调谐）激光频率谐振腔长（即用压电陶瓷1纳米一步“距”的推动M2改变激光谐振腔长）过程中看到的是一个频率振荡会陡然变成两个频率振荡，而前者功率陡然下降一半，刚升起的频率则获得同样的功率。继续调谐腔长，最早振荡的频率会陡然消失，而后起振的频率功率升高到最大。如果频率差小于40 MHz，两频率则有你无我。图2示出了频率差20 MHz时o光和e光的光强度此长彼消得过程。理论和实验一致。图1 激光频率分裂原理图。（a）晶体石英片Q于激光谐振腔内，（b）激光输出镜为M2右表面，对M2加力使激光反射镜内产生应力图2 频差20 MHz时的强烈模竞争。激光强度随腔长调谐（改变）的实验曲线。理论和实验一致图3给出了两个频率的频率差多大时，在频率轴上两个频率的共存区的宽度，也即两个频率差大小对应的共存频域宽度。曲线最左侧可见，在约40 MHz时，共存宽度迅速下降趋于0 Hz，也即小于40 MHz时，两频率之一熄灭，频率差消失。图3 实验测得的两个频率共存的频域宽度和激光频率差的关系2.2 双折射-塞曼双频激光器塞曼双频激光器的频率差一般在5 MHz以下，功率随频率差增大而减小，7 MHz时的激光功率仅0.2 mW以下。作者团队研发的双折射双频激光器频率差大于40 MHz，研制成的双折射-塞曼双频激光器可以输出百KHz到几十MHz的频率差，而功率不因频率差增大而改变，可以达到1.5 mW。双折射-塞曼双频激光器包括两项关键技术，先由双折射造成激光器频率分裂，决定了激光器输出为两个偏振正交频率以及它们的间隔（频率差）的大小。再因激光器上加了横向磁场，横向塞曼效应使增益原子分成两群——π群和σ群。π群和σ群光子的偏振对应双折射互相垂直的主方向，也即正交偏振的光“各吃各粮”，它们之间的相互竞争不存在了，无论频率差大小都能振荡。频率差可以是3、5、7、10、20、40 MHz或更大。2.3 内雕应力双折射-塞曼双频激光器提出了“内雕应力”的概念和产生双频的原理，即用窄脉冲激光器对激光腔镜表面或基片内部造孔（或穴），造成激光腔镜内的应力精确改变（图4所示），“雕刻”提高了频率差的控制精度。“内雕应力”双折射双频激光器不仅用于国产双频激光干涉仪，也用于运行中的光刻机的激光器替换。同时，提供了科研单位的科学研究。该激光器替换正在服役的光刻机的原有激光器，使光刻机机台误差由24 nm下降到6 nm。图4 内雕应力双折射-塞曼双频激光器。M2内部雕刻出的孔造成激光器的双频，磁条PMF1和PMF2消除激光器强模竞争2.4 可伐-玻璃组装式（无吹制）双频激光器国内，研制生产HeNe激光器历史很长，但我国一直靠吹制工艺制造氦氖激光器，而且不能制造可伐-玻璃组装式氦氖激光器。北京镭测科技有限公司研制成可伐-玻璃组装式单频氦氖激光器，功率大于1 mW，满足单频和双频激光器的需求。同时，这一技术将使整个国产氦氖激光器告别吹制，进入一个新的技术高度（如图5所示）。图5 可伐-玻璃组装内雕应力双频激光器（镭测科技提供）2.5 研制成的双频激光干涉仪技术指标作者强调的是，我们有了可伐-玻璃组装式激光器和双折射（内应力）-塞曼双频激光器，双频激光干涉仪有了强力的“心脏”，有了自主可控的基础。团队又全面设计干涉仪的光、机、电、算。时至今日，可伐-玻璃组装式双折射（-塞曼）双频激光器（非吹制）和干涉仪已批量生产，正在满足科学研究和产业的需求。中国计量科学院对双折射-塞曼双频激光干涉仪的测试结果：频率稳定度为10-8，分辨力为1 nm，非线性误差小于1 nm（图6所示），12小时漂移35 nm（图7所示）,70 m长度测量误差小于5 μm。这些数据来自中国计量科学院测试证书：CDjx 2014-2352, CDjx 2018-4810, CDjx 2020-04463等。图6 双频激光干涉仪非线性误差图7 双折射-塞曼双频激光干涉仪12小时零点漂移3 展望在实现“可伐-玻璃组装式激光器”→“内雕应力双折射-塞曼双频激光器”→“双折射-塞曼双频激光干涉仪”全链条技术基础上，进一步发展各种规格的可伐-玻璃组装式激光器，以开拓双折射-塞曼双频激光干涉仪的应用深度和应用范围。