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激光功率测试装置

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激光功率测试装置相关的资讯

  • 应用实例|STFC-UKRI:用于高功率激光实验的高精度微流控装置
    在英国科学与技术设施委员会(STFC-UKRI)中央激光研究所,微靶制造科学家们正积极投身于高功率激光实验的微靶研究。新一代激光器提升了重复频率(高达10Hz),这让高重复制靶法成为了重要的研究途径。在这些高功率激光实验中,科学家们依赖微流控装置实现亚微米级的液体片靶。然而,他们发现,依赖传统的机械加工或蚀刻来制造微流控通道,既耗时又昂贵。因此,研究小组正在寻求一种创新的解决方案,以便能够快速制作新的靶设计几何体原型来满足他们的实验需求。01、研究开发靶研究团队利用微流控设计了一种液体靶,当液体从微通道流出时产生了液体叶片靶。通道的设计会直接影响到叶片的质量,通过叶片的宽度和厚度判断。设计目标为制造出宽度为几毫米、厚度为几百纳米的叶片,以实现高精度实验需求。图1:当液体从通道中流出时产生的液体叶片靶由于液体的行为随通道的变化而变化,因此通道设计对实验来说尤为关键。需要平滑的通道以减少湍流,同时要严格控制出口的形状,因为它对最后的叶片质量起到重要影响。02、精密3D打印制造通道为了创建液体片,该团队利用摩方精密microArch® S240打印出 20mm x 15mm x 5mm 的结构,其中有一个30μm 深的通道和一个 100μm 的出口。当然,与微型且精确的通道相比,该结构尺寸相对较大。但使用摩方精密设备打印较大的零件时,可同时保持通道所需的精度和准确度。现今通道选用钨材质,得益于钨能实现精确加工。在这种背景下,研究团队运用摩方精密 microArch® 系列设备的高精度 3D 打印系统,迅速准确地构建通道,为科研和快速原型设计提供了高效且成本较低的解决方案。图2:原钨件图3:高精度3D打印制造零件的特定部分原文链接:https://bmf3d.com/resource/high-precision-microfluidic-devices-for-high-power-laser-experiments/microArch® S240microArch® S240 作为摩方精密一款面向工业批量生产的超高精密3D打印机,不仅荣获全球光电科技领域最高奖—"棱镜奖(Prism Award)",且具有以下突出特点和优势:高公差低层厚:光学精度高达10μm,±25µ m的加工公差,打印层厚10~40μm 打印体积扩大:满足工业打印的需求,可达100mm×100mm×75mm,实现更大规模的小部件产量;打印速度提升:最高提升10倍以上,快速缩短加工周期,为客户节省时间和成本;多种材料支持:支持多种高粘度陶瓷浆料(≤20000cps),以及耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料的打印;应用领域广泛:卓越的精度、扩大的打印体积和多材料兼容性,满足客户在尺寸、性能和效率方面的多重需求。摩方精密作为目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm精度,微尺度3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商,会持续专注于精密器件免除模具一次成型能力的研发,为客户提供制造复杂三维微纳结构技术解决方案。
  • 总站PM2.5切割效率测试装置建设取得重要进展
    p   PM2.5质量浓度监测的准确性高度依赖切割器的切割性能,怎样能证明所切割的是“PM2.5”广为公众关注。近日,中国环境监测总站(以下简称总站)联合中国计量院开展技术攻关,共同设计建设了多通道PM2.5切割效率测试计量标准装置”,并成功实现了测试的业务化应用。 /p p   我国环境保护标准《环境空气颗粒物连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ653-2013)及美国环保署等国际环境保护机构均要求PM2.5质量浓度监测仪器配套的切割器50%切割粒径(Da50)在(2.5± 0.2)μm范围内、捕集效率几何标准偏差σg在1.2± 0.1范围内,以保障监测目标物是符合定义的“PM2.5”。建设符合计量学量值溯源特性且能实现业务化应用的PM2.5切割效率测试装置,一直是大气环境监测研究工作的重点和难点。总站和中国计量科学研究院加强技术合作,共同设计建设了多通道PM2.5切割效率测试计量标准装置”,通过发生可溯源到我国计量基标准的标准空气动力学粒径的PSL粒子(GBW13642 ~ 13649),并采用气溶胶粒径谱仪对切割前后的PSL小球数量浓度进行测定,拟合反S型曲线,计算被测切割器Da50和σg。 /p p   经过反复设计修改、测试和优化,解决了大粒径粒子发生困难、上下游一致性不稳定等技术问题,总站于2020年初完成系统建设,并开展了系统稳定性、上下游一致性和多个旋风式切割器切割性能的测试。测试结果表明该套系统具有测试时间短(3小时内完成一次8粒径测试)、一致性好等优点。与单/多分散发生器发生氯化钾等粒子、飞行时间空气动力学粒径谱仪测试等方法相比,该系统测试的动气动力学直径结果可通过标准粒子直接溯源到我国的计量基标准,具有计量溯源性完整的优点。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f34dd08d-2855-49f6-9b55-a775f9795507.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-align: center "    span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 某品牌旋风式切割器切割效率曲线图(Da50=2.52μm,σg16=1.14,σg84=1.21) /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/bcdb99b0-5d5e-44e2-99cc-72ea6de1c8ed.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p style=" text-align: center "    span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 生态环境监测计量中心工程师开展装置调试与切割器测试 /span /p p   下一步,总站将依托该装置开展国家环境监测网常用中低流量PM2.5切割器性能测试工作,待相关计量技术规范发布后启动计量建标工作,并进一步研发多分散原理的切割效率测试装置和PM1切割性能测试方法。 /p p   PM2.5切割效率测试装置的成功研发和业务化应用,会为说清切割的是否是“PM2.5”起到关键作用,并将为设备生产商研制性能优良的切割器、监测部门使用合格的监测设备、监管部门查处使用影响PM2.5监测质量的切割装置提供重要的技术支持,为提升环境空气监测网数据质量起到积极作用。 /p
  • 便携式电池供电激光功率测量积分球助力激光企业发展
    某现场安装激光二极管的制造公司需要一种可靠的方法用于现场测量激光功率,而无需带回实验室进行测试。激光测量系统需要完全由电池供电,因为现场没有电源。Labsphere(蓝菲光学)根据客户要求提供一套独立的、便携式且耐用的激光功率测试系统。Labsphere (蓝菲光学)提供标准的激光二极管测量积分球; 然而,还需将新功能整合到系统中,使其能被带到现场测试。 由此产生的一个小而轻的积分球系统,能够在世界任何地方进行可靠的激光功率测量。1.5 英寸开口端,用于轻松安装激光二极管组件针孔滤光片后面的制冷型 InGaAs 探测器,用于在功率低至 200 μW 的情况下进行红外范围内的辐射测量两个 FC/PC 适配器,允许通过光纤连接额外的探测器Spectralon® 漫反射材料,在 UV-VIS-NIR 范围内提供近乎完美的朗伯反射,以优化测试结果的准确性为 TE 冷却器和充电装置供电的可充电电池组轻巧的手持式塑料支架可固定每个组件,并带有泡沫内衬派力肯手提箱,可确保安全运输特点电池组可为系统供电数小时,为一个项目中的多项测试提供充足的时间每个组件都包依附在安装板上,提供了极大的可移动性,而手提箱确保了产品运输过程中的安全性InGaAs 探测器在近红外范围内提供可靠的校准测量,附加的光纤适配器使系统能够灵活地在其他范围内或使用光谱仪执行附加测试Spectralon 极高的漫反射率,以及积分球内的挡板几何形状,很大限度地提高了光照射到探测器上的均匀性Labsphere(蓝菲光学) 的 HELIOSense 软件进行实时数据收集、存储和可视化,使测试变得简单易行。光谱响应
  • 合肥研究院在ITER大口径磁场耐受测试装置性能研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院等离子体所电源及控制工程研究室高格、蒋力课题组博士后黄亚在国际热核聚变实验堆ITER的大口径磁场耐受测试装置线圈偏移对性能影响研究方面取得新进展。研究成果发表在工业电力电子领域权威期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics上。托卡马克装置周围环境磁场对磁敏感设备的安全运行有着重要作用,不同强度的磁场会影响器件设备的正常工作。大口径磁场耐受测试装置作为能够解决强磁兼容测试的有效途径之一而备受研究关注,该装置是由多组线圈组成的磁场发生系统,设计及安装过程中的线圈偏移会造成内部测试区域磁场性能的改变。为了研究线圈偏移与磁场性能的关系,科研人员针对3组线圈18个自由度的偏移进行了深入研究,研究了单、多个变量的影响情况,从磁场分布数据的规律改进了计算方法,完成了多参数下最大允许偏移的快速计算,同时搭建实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。本研究以大口径磁场耐受测试装置为对象,研究线圈偏移对磁场均匀性造成的误差。根据系统原理,通过坐标变换阐述了线圈偏移引起的磁场的计算方法;讨论了单线圈和两个线圈在不同位置和角度偏移组合下的磁场性能分布;最后在偏差变量较多的前提下,提出了一种确定设备线圈允许偏移的合理方法。同时针对各种偏移,总结了允许偏移量和误差的公式,便于计算出所需误差的允许偏移量,为实际安装相关设备提供了理论依据。上述研究工作得到中国博士后面上基金和安徽省自然基金的支持。论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9896766 图1:托卡马克装置周围的磁场分布图2:大口径磁场耐受测试装置
  • 我国首台高平均功率太赫兹自由电子激光饱和出光
    p   由我国科学家自主研发的国内首台高平均功率太赫兹自由电子激光装置,日前在四川成都首次饱和出光。经第三方检测,实验真实可靠且装置运行稳定。我国太赫兹源从此正式进入自由电子激光时代。 /p p   8月29日,由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)首次饱和出光,并实现稳定运行。9月20日,经过专家组现场测试和中国兵器工业第205研究所第三方检测,CTFEL装置太赫兹频率在1.99THz、2.41THz和2.92THz三个频率点稳定运行,平均功率均大于10W,最高达到17.9W 微脉冲峰值功率均大于0.5MW,最高达到0.84MW。通过调节电子束能量和磁场强度,可以实现输出激光频率连续可调。 /p p   太赫兹(THz)辐射通常指频率在0.1THz—10THz区间的电磁辐射,波段位于微波和红外光之间,是人类尚未完全认识并很好加以利用的最后一个波(光)谱区间。物质的太赫兹光谱(包括发射、反射和透射)包含有丰富的物理和化学信息,研究有关物质在这一波段的光谱响应,探索其结构性质及其所揭示的新的物理内容已成为一个新的研究方向。自由电子激光(FEL)由于具有频率连续可调、功率大、线宽窄、方向性好、偏振强等优点,使得在同一台装置上实现太赫兹波段全覆盖的大功率理想太赫兹源成为了可能,故自由电子激光是目前该波段最有前途的高功率可调谐相干光源。 /p p   CTFEL装置是依托科技部支持的国家重大科学仪器设备开发专项“相干强太赫兹源科学仪器设备开发”项目,于2011年立项启动。作为一种新型相干强太赫兹光源,CTFEL装置在材料、生物医学等领域有着重要应用前景。 /p
  • 为自由电子激光装置“减负”
    记者从中国科学院上海光学精密机械研究所获悉:强场激光物理国家重点实验室利用自行研制的超强超短激光装置,在国际上率先完成台式化自由电子激光原理的实验验证,对于发展小型化、低成本的自由电子激光器具有里程碑意义,相关研究成果于7月22日作为封面文章发表于国际学术期刊《自然》杂志。  X射线自由电子激光被广泛用于探测物质内部动态结构,研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程,在物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等多学科领域广泛运用。然而,传统的X射线自由电子激光装置动辄几百米、甚至是几公里长的“庞大”规模,造价昂贵、难以普及。研制小型化、低成本的X射线自由电子激光成为该领域重要的发展方向。  该成果的主要完成人、中科院上海光机所研究员王文涛表示,我们的工作是利用新技术把电子加速器的长度缩短,并且把电子束做到稳定、可用,来研制体积小、成本低的自由电子激光器,整个装置长度仅为12米。“打比方说,电子束加速需要‘跑道’,传统方式相当于客机起飞,需要长跑道;我们采取激光加速这一全新方式,可以短距离内把电子束加速至高速度,大大缩短所需距离。”王文涛说。  “该项研究不仅证明了激光可以加速产生可控的、可用的电子束,而且电子束可以进一步用于产生自由电子激光。”中科院上海光机所副所长、强场激光物理国家重点实验室主任冷雨欣说。  用这种加速方式获得的电子束,在品质和稳定性方面尚未达到实际应用的要求,相关研究处于起步阶段,到真正应用还有一段距离。下一步,研究团队将继续提升自由电子激光的输出功率和光子能量,并作为上海超强超短激光实验装置中超快化学与大分子动力学研究平台的重要组成部分,提供开放共享。
  • 200万!华南理工大学大功率激光白光与近红外光源测试系统采购项目
    项目编号:0809-2341HGG14028项目名称:华南理工大学大功率激光白光与近红外光源测试系统采购项目预算金额:200.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):200.0000000 万元(人民币)采购需求:序号标的名称数量(单位)简要技术需求或服务要求(具体详见采购需求)最高限价万元(人民币)1大功率激光白光与近红外光源测试系统1套具体详见采购需求200.00本项目(大功率激光白光与近红外光源测试系统)只允许采购本国产品,具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为: 工业 合同履行期限:在合同签订后(30)天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用。交付地点:华南理工大学五山校区。本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:华南理工大学地址:广州市天河区五山路381号联系方式:文老师020-871129622.采购代理机构信息名称:广东华伦招标有限公司地址:广州市越秀区广仁路1号广仁大厦7楼联系方式:何工020-83172166-823(电邮:hualunsibu@163.com)3.项目联系方式项目联系人:何工电话:020-83172166-823
  • 美国再添核威慑利器 最大激光聚变装置亮相
    激光控制室 效果图 光学组件   世界上最大的激光聚变装置29日在美国加利福尼亚州北部的利弗莫尔劳伦斯国家实验所举行落成典礼。这一装置能产生类似恒星内核的温度和压力,并使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。   打造12年 耗资35亿   据利弗莫尔劳伦斯国家实验所发表的新闻公报,这个激光聚变装置名为“国家点火装置(NIF)”,被安置在一幢占地约3个橄榄球场地的10层楼内,它由美国能源部下属国家核安全管理局投资,从1997年开始建设,总共耗资约35亿美元。   公报说,国家点火装置可以把200万焦耳的能量通过192条激光束聚焦到一个很小的点上,从而产生类似恒星和巨大行星的内核以及核爆炸时的温度和压力。这一过程同太阳中心产生能量原理相似,因此这一试验被称为“人造太阳”。在此基础上,科学家可以实施此前在地球上无法实施的许多试验。   无需核试验 保持核威慑力   公报说,国家点火装置共有3个任务,第一个任务是让科学家用它模拟核爆炸,研究核武器的性能情况,这也是美国建设国家点火装置的初衷,即作为美国核武器储备管理计划的一部分,保证美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。   国家点火装置的第二个任务是使科学家进一步了解宇宙的秘密。科学家可使用国家点火装置模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境,进行科学试验。这些试验大部分不会保密,将为科学界提供大量此前无法获取的数据。 国家点火装置的第三个任务是保证美国的能源安全。   能源结构革命性变化   科学家希望从2010年开始借助国家点火装置来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应,最终用来生产可持续的清洁能源。公报说:“国家点火装置所产生的能量远大于启动它所需要的能量,这是半个多世纪以来核聚变研究人员一直梦寐以求的‘能量增益’目标。如能取得成功,将是有历史意义的科学突破。”   加州州长施瓦辛格发表讲话说,这一激光系统的建成是加州和美国的伟大成就,它将有可能使美国的能源结构发生革命性变化,因为它将教会人们驾驭类似太阳的能量,使其转变成驾驶汽车和家庭生活所需要的能源。   三大核心任务   ■科学家用它模拟核爆炸,研究核武器的性能情况。   ■模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境,使科学家进一步了解宇宙的秘密。   ■科学家希望从2010年开始借助它来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应,最终用来生产可持续的清洁能源。   聚焦   研制新型氢弹 变身“常规武器”   激光核聚变除了可生产取之不尽的清洁能源外,在军事上还可用于发展新型核武,特别是研制新型氢弹,同时亦可部分代替核试验。因为通过高能激光代替原子弹作为氢弹点火装置实现的核聚变反应,可以产生与氢弹爆炸同样的等离子体条件,为核武设计提供物理学资料,进而制造出新型核武,成为战争新“杀手”。   早在20世纪50年代,氢弹便已研制成功并投入使用。但氢弹均是以原子弹作为点火装置。原子弹爆炸会产生大量放射性物质,所以这类氢弹被称为“不干净的氢弹”。   采用激光作为点火源后,高能激光直接促使氘氚发生热核聚变反应。这样,氢弹爆炸后,就不会产生放射性裂变物,所以,人们称利用激光核聚变方法制造的氢弹为“干净的氢弹”。传统的氢弹属于第2代核武,而“干净氢弹”则属于第4代核武器,不受《全面禁止核子试验条约》的限制。由于不会产生剩余核辐射,因此可作为“常规武器”使用。   回顾   美法日“人造太阳”大事记   美国 仍居世界领先地位,不仅拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的“X射线模拟器”,还有目前刚刚落成的“国家点火装置”。   法国 激光核聚变研究以军事化为主要目标,确保法国TN-75和TN-81核弹头能处于良好状态。早在1996年,法国原子能委员会便与美国合作进行一项庞大的“兆焦激光计划”,预计2010年前完成,经费预算达17亿美元。其主要设施240台激光发生器可在20纳秒内产生180万焦耳能量,产生240束激光。   日本 1998年,日本成功研制核聚变反应堆上部螺旋线圈装置和高达15米的复杂真空头,标志着日本已突破建造大型核聚变实验反应堆的技术难点。   名词 核聚变   与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同,聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量,常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比,核聚变能储量更丰富,几乎用之不竭,且干净安全,不过操作难度巨大。   当星体内部存在巨大压力,核聚变能在约1000万摄氏度的高温下完成,然而,在压力小很多的地球,核聚变所需温度达到1亿摄氏度。“国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。之前有试验实现过核聚变,但未能使核聚变释放的能量超过试验所需能量。
  • 国家重大科研装备研制项目“高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制”通过验收
    7月20日,由中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)牵头承担的国家重大装备研制项目“高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制”通过验收。验收会由中国科学院条件保障与财务局组织,成立了由姜会林院士、罗毅院士、江碧涛院士等13位技术、财务、档案专家组成的验收专家组,罗毅院士任组长。会上,验收专家组听取了项目总体报告、空间碎片探测应用示范汇报、汤姆逊散射诊断应用示范汇报、技术测试情况报告、财务验收情况报告、档案验收情况报告,审查了相关文档资料,通过视频了解仪器设备运行情况。经质询和讨论,验收专家组认为,该项目完成了项目实施方案规定的全部任务,实现了仪器的全部技术指标,达到了预期目标;研制工作取得了丰硕的成果,攻克了高功率纳秒激光器、远距离空间碎片激光探测和高精度等离子体汤姆逊散射诊断等关键技术;项目研制的两类激光器、空间碎片探测仪器和汤姆逊散射诊断仪器指标先进、为国家急需,意义重大。专家组同意项目通过验收。该项目由空天院牵头,参研单位包括中国科学院光电技术研究所、中国科学院国家天文台、中国科学技术大学、北京工业大学、同济大学和北京国科世纪激光技术有限公司。研制过程中项目团队突破了高稳定单频种子源、大口径侧泵模块、大尺寸板条模块、相位共轭镜、高损伤阈值膜层和自适应光学等核心技术与器件工艺,基于大口径棒状放大器和大尺寸板条放大器分别研制了100Hz/3.3J/9.1ns/1.83DL和200Hz/5.2J/11.8ns/2.3DL两类高功率纳秒激光器。已经申请89项国家发明专利,其中获得授权46项,相关技术完全自主可控,国产化率达95%以上。中国科学院国家天文台利用空天院提供的100Hz/3.3J激光器,成功研制了空间碎片探测仪器,在云南天文台开展了1000km空间碎片探测技术研究,在轨道高度1075km*1050km上(斜距1274.3-2080.8km)首次实现了直径36 cm的小目标激光探测。中国科学技术大学利用空天院提供的200Hz/5.2J激光器,成功研制了汤姆逊散射诊断仪器,在中国科学技术大学反场箍缩磁约束聚变试验装置上开展了等离子体温度诊断技术研究,实现了空间分辨率5mm、时间分辨率5ms、等离子体密度下限10^13/cm^3的等离子体温度诊断。验收会前期,中国科学院条件保障与财务局分别组织专家完成了100Hz激光器及空间碎片探测仪器技术验收、200Hz激光器及汤姆逊散射诊断仪器技术验收以及项目整体技术验收、财务验收和档案验收。
  • 上海光机所在SEL-100PW激光装置前端精密光同步方面取得进展
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在SEL-100PW激光前端精密光同步方面取得进展。科研团队基于自主建设的时间同步系统实现了超快强激光飞秒级同步。相关研究成果以Timing fluctuation correction for the front end of a 100-PW laser为题,发表在《高功率激光科学与工程》(High Power Laser Science and Engineering)上。高精度时间同步是促进超快强激光装置与加速器光源等大科学装置协同工作和融合发展的关键技术之一。“硬X射线自由电子激光装置”是我国在建的科技基础设施项目。该项目将建设一台100PW超强激光和一台硬X射线自由电子激光,通过泵浦-探测实验研究极端条件下真空量子电动力学、高能量密度物理等基础科学问题。由于超强激光和X射线激光的脉冲宽度均在20fs量级,两者之间的飞秒级同步是泵浦-探测实验成功开展的基础。科研团队发展了激光同步技术,对激光装置前端作了高精度时间抖动测量和实时反馈,实现了复杂强激光系统的飞秒级同步。激光装置前端结构如图1所示。该研究利用平衡光学互相关测量、时间延迟反馈等技术,分别对种子源系统、预放大系统作了时间抖动的测量和校正(结果如图2所示)。基于自主搭建的时间同步系统,种子源系统的同步精度达到1.82fs,预防大系统的同步精度达到4.48fs,实现了百太瓦级激光系统的飞秒级同步。该研究为超强激光及同类大科学装置的同步系统建设奠定了技术基础,并为基于超强激光和自由电子激光的联合实验研究提供了条件。研究工作得到硬X射线自由电子激光装置项目、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。图1. 100PW激光装置前端同步系统示意图。图2. 时间同步结果。(a)(d)分别为预防大和种子源系统时间同步结果;(b)(e)分别为开环状态下两系统时间漂移情况;(c)(f)为对应环境温度波动。
  • 激光功率测量积分球和探测器
    在基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)的激光雷达和面部识别系统中,对激光束的多属性评估至关重要。这些属性包括功率、频谱和时间脉冲形状,它们共同决定了激光性能的优劣。然而,捕获和准确测量这些属性,特别是对于准直、发散、连续和脉冲光源,极具挑战性。Labsphere的多功能激光功率积分球和传感器凭借其出色的性能和精确度,为解决这些问题提供了有效方案。我们可根据您的需求提供激光功率测量积分球。选择不同的尺寸和涂层以满足您特定的测试激光功率水平。同时,根据测试激光的波长以及光学探测器的光谱响应度校准范围,我们可为您定制最合适的光学探测器,确保满足您的所有需求。特点确保激光器发出的功率能够被全面收集,无论其发散角度或偏振状态如何。高效地衰减高功率,以防止传感器过载。集成第二个探测器端口,用于进行光谱监测或扩大波长覆盖范围。减少在裸露状态下,传感器有效区域响应不均匀所引起的误差。应用&bull 连续(CW)与脉冲激光测量&bull 实验室与生产测试&bull 镜头校准&bull 激光功率质量评估LPMS 配备皮安计和激光功率软件&bull 第n波长的平均辐射功率(连续波)&bull 第n波长的平均峰值辐射功率(脉冲)&bull 探测器采样率(Hz)&bull 探测器扫描间隔(秒)&bull 激光功率密度:单位面积的瞬时激光束功率,单位为W/cm2,可选择以cm2为单位的光束面积需要输入光束面积&bull 最大功率(连续波)&bull 最小功率(连续波)&bull 峰值辐射功率(脉冲)&bull 脉冲宽度或脉冲持续时间间隔&bull 辐射功率范围(连续波)&bull 辐射功率(W)&bull 重复率/频率(脉冲)&bull 标准偏差(连续波)&bull 总脉冲数&bull 波长(由客户根据激光输出和校准数据表选择)
  • 太赫兹光子马约拉纳零模量子级联激光芯片
    近日,新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院的Qi Jie Wang教授团队及其合作者们通过构建光子类马约拉纳零模(Majorana-like zero mode),在量子级联激光芯片中实现单模、柱状矢量光场输出的太赫兹量子级联激光器。相关成果以“Photonic Majorana quantum cascade laser with polarization-winding emission”为题发表于期刊《Nature Communications》上。新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院博士后韩松(现为浙江大学杭州国际科创中心和浙江大学信电学院研究员)为论文第一作者,博士研究生Yunda Chua为共同第一作者;南洋理工大学电气与电子工程学院Qi Jie Wang教授为论文第一通讯作者,武汉大学信息电子学院曾永全教授为共同通讯作者。拓扑学研究的是几何物体或空间在连续形变下保持的全局性质,它只关注物体之间的空间关系而不考虑其大小和形状。对具有特殊拓扑性质的光子结构而言,空间上的缺陷和无序只会引起局部参数变化,不影响该空间的全局性质。拓扑光子结构的典型特征在于结构内部是绝缘体,而表面则能支持无带隙的界面(表面)态。受结构全局性质的规范,界面态可沿着有限光子绝缘系统的边缘或畴壁单向传输,并且能够有效地绕过结构拐角及制备误差引起的缺陷和无序而无后向散射(即拓扑保护)。因此,拓扑光子结构可用于实现高鲁棒性半导体激光器,即“拓扑激光器”。然而,拓扑激光器研究面临两大共性难题:1)需要光泵;2)需要外加磁场或者构建等效磁场来产生受拓扑保护的界面态激光模式。二者均显著增加了激光器系统的复杂程度、成本和功耗,降低了激光器的可靠性,阻碍了其实用化进程。针对上述难题,课题组前期利用量子能谷霍尔效应的原理,以太赫兹有源超晶格材料为增益介质,集成能谷光子晶体,通过简单的设计打破结构反对称性来产生“能谷-动量锁定”的边界传输模式,实现了拓扑界面态的片上单向传输和放大,从而首次研发出电泵浦拓扑激光器。然而该工作是多模激光器且其信噪比低,难以实现激光器出射光的光束控制。随后,来自南加州大学的科学家利用量子自旋霍尔效应,在室温条件下,实现近红外电泵浦单模激光。然而,该工作设计复杂的超大尺寸耦合环形谐振腔阵列实现拓扑边界态,其样品整体尺寸在200个波长以上,且需要耦合光栅增强激光输出和信噪比,难以实现光束调控、赋形、极化控制等高性能激光器。此外,两个工作均需要选择性地泵浦边界态,牺牲光子晶体体态增益材料,难以实现大面积集成的高功率激光器。因此,对电泵浦拓扑激光器性能的提升,如光束调控、赋形、极化控制、高功率输出等,亟待新的物理机制。团队创造性地将凝聚态中p波超导的马约拉纳零能模式引入到光子晶体体系,并利用光子类马约拉纳零能模式的辐射特性,实现了全动态范围单模输出(边模抑制比大于15dB,输出光率约1毫瓦)、柱状矢量光场调控、固态电泵浦、单片集成的太赫兹拓扑激光器。该成果的独特优势还有:(1)在不需要选择性泵浦的情况下,其发光腔体整体直径可以低至大约4个波长,是目前报道能保证毫瓦量级功率条件下最紧凑的太赫兹拓扑激光器(相对激光波长),这极大提升了该类半导体激光器在实际应用中的集成度。(2)光子马约拉纳微腔的自由光谱程(free spectral range)与腔体尺寸呈现二次方反比律[3],这一特性使得光子马约拉纳微腔更容易在大面积条件下保持单模激光输出。团队也在电泵浦拓扑激光器体系中证实了该二次方反比律,并实现了大面积泵浦下高功率(大于9毫瓦)和单模激光输出,其功率是同等尺寸下脊形激光器的5.4倍。图1.光子马约拉纳激光器的示意图a和加工样品图b。图2.a.超胞(supercell)能带随Kekule调制相位的变化。b.类马约拉纳光子腔的相位分布及六方晶格位置与相位之间的关系。中心虚线圆包围的部分为非Kekule调制区域(non-Kekule modulated region),其半径标记为ζ,这里ζ=2a。图中显示马约拉纳光子腔的相位绕数为+1。c.相位绕数为+1的类马约拉纳光子腔的空气孔的大小分布。d,e.三维模拟的类马约拉纳光子腔的近场(Ez)与远场(Intensity)分布。图3. a,b实验测到的激光模式随泵浦电流密度变化,a.相位绕数+1,b.相位绕数-1。c.理论计算的净增益。d.实验测得的L-I-V曲线和在对应位置激光光谱。图4.远场测试。a.测试装置示意图。b,c.数值仿真和实验测试的远场光斑。d,e.加偏振片后的激光光谱和光斑。图5.大面积激光的L-I-V曲线,激光光谱,和单模性分析。
  • 我国将制定制定大功率激光器国标
    我国大功率激光器单个产品,技术与国际同步,但成套设备技术水平与国际有不小差距,原因何在?11月11日,在“全国大功率激光器应用分技术委员会”成立大会上,该委员会副主任委员、华工激光总经理闵大勇指出,主因是国内大功率激光器没有实现产品标准化。   激光器是激光产业上游核心产品,对下游激光装备及应用起决定性作用,地位类似于汽车发动机。国际大功率激光器产品严格按照一整套标准生产,保证了成套设备的安全、可靠与稳定性。而国内大功率激光器没有统一的标准,多数企业按自己的理解生产。产品“个性化”的直接后果就是,产品档次和质量难以保证,我国大量高端激光焊接、切割设备配置的大功率激光器与激光加工成套设备几乎全部依赖进口,其中80%以上被德国、美国等控制。   全国大功率激光器应用分技术委员会将编制我国标准体系,华工激光领衔标准制定。
  • 新型三维显微激光拉曼光谱仪装置 Nanofinder® FLEX
    三维显微激光拉曼光谱仪装置 Nanofinder® FLEX  高性能 小型化 低价格 Nanofinder® FLEX是Nanofinder® 30的新型系列产品,具有Nanofinder® 30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder® 30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder® 30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上 13581584194 中国联系人三维显微激光拉曼光谱仪装置 Nanofinder® FLEX  高性能 小型化 低价格 Nanofinder® FLEX是Nanofinder® 30的新型系列产品,具有Nanofinder® 30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder® 30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder® 30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上 三维显微激光拉曼光谱仪装置 Nanofinder® FLEX  高性能 小型化 低价格 Nanofinder® FLEX是Nanofinder® 30的新型系列产品,具有Nanofinder® 30的基本性能, 各个器件做成小型组件,特别是拉曼光学器件的大小变成原来的1/6, 凝缩成A4尺寸。拉曼光学器件可直接安装在正立式光学显微镜上,非常节省空间,实际上只占有1台正立式光学显微镜的面积。因用光纤连接激光器,光谱仪,致冷式CCD探测器和其他器件, 不需特别配置实验场所。 更换激光光源时, 拉曼光学器件也需一起更换。拉曼光学器件的空间分辨率为300nm以下,其灵敏度高达1分钟内可测出Si的第4级拉曼光谱。操作性出类拔粹,不需任何光路调节,不管是谁都能简单使用。软件是深受用户好评的Nanofinder® 30的测定软件,测定内容充实,图像的可视化能力超群。特别是拉曼光学器件和压电陶瓷平台的小型化,使装置全体价格大幅下降,实现了低价格。另外, 实验室巳有的激光器,光谱仪和致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用,更能减少大量购买资金。 应用 透明材料(树脂,胶卷,有机EL)的形状观察 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构) 薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造 结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体) 光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化 生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 特点 空间分辨率300nm以下的三维共焦拉曼光谱图像 高灵敏度(1分钟以内测出Si的第4级拉曼光谱),低功率激光照射(4mW) 采用共焦激光显微镜 拉曼光学器件大小凝缩成A4尺寸,实现低价格 采用压电陶瓷平台(X-Y-Z),扫描精度达到nm级 因采用光纤,使激光和光谱仪的实验配置非常自由 实验室巳有的激光,光谱仪,致冷式CCD探测器(ANDOR公司)都可使用 继续使用好评如潮的Nanofinder® 30的测定软件 反褶积软件的使用,使空间分辨率可达1.5倍以上
  • “最黑”材料制成高精度激光功率检测器
    据美国科学促进会网站8月18日报道,美国国家标准技术研究院利用世界最黑材料——森林状多壁碳纳米管作涂层,研制出一种激光功率检测器,可用于光通讯、激光制造、太阳能转换以及工业和卫星运载传感器等先进技术领域的高精度激光功率测量。研究论文发表在最新的《纳米快报》上。   这种新型检测器几乎不会反射可见光。在波长从400纳米的深紫,到4微米的近红外线波段,反射少于0.1%,在4微米—14微米的红外光谱中,反射少于1%。这和伦斯勒理工学院2008年报告的超黑材料相似。2009年一个日本团队也有类似研究。   正是受到伦斯勒理工学院的研究论文《世界最黑人造材料》的启发,国家标准技术研究院的科研人员对精细碳纳米管进行了较为稀疏的排列,把它作为一种热检测器的涂层,制成了用于测量激光功率的设备。碳纳米管是热的良导体,提供了一种理想的热量检测器涂层。虽然镍磷合金在某些波段能反射更少的光,但不能导热。   纽约石溪大学的合作研究人员在一种热电材料钽酸锂上,生长出了碳纳米管涂层,涂层吸收激光转换成热量,温度上升产生了电流,通过测量电流大小能确定激光的功率。涂层越黑,光吸收的效果越好,测量结果就越精确。其独特之处在于,纳米管是生长在热电材料上,而其它研究中是生长在硅材料上。   国家标准技术研究院用过各种各样的材料来做检测器涂层,包括扁平状的单壁纳米管。最新的涂层是一种竖直的森林状多壁纳米管,每根细管直径小于10纳米,长约160微米,深管有助于吸收随机散射光和任何方向的反射光。   由于技术上要求检测器能测量的反射光谱更加广泛,国家标准技术研究院用了5种不同的方法花了数百小时来测量越来越弱的反射光,结果精确度都能达到要求。研究人员计划将设备的刻度运行范围扩展到50微米甚至100微米波长,这或许可为太赫兹射线功率测量提供一种标准。
  • 每秒256万亿帧拍照帧率,华科团队造出全球最快的光场摄像机之一,可用于超大能量脉冲激光装置
    近日,华中科技大学光学与电子信息学院教授和团队, 通过获取光场相位信息,实现了 256 万亿帧/秒的拍照帧率,借此造出目前世界上最快的光场摄像机之一。图 | 李政言(来源“”)在评审相关论文时,一位激光脉冲时空测量领域的专家表示,该课题组制作的超快光场摄像机是领域内多年来极度渴望的仪器和技术。在应用前景上,表示:“我们期待超快光场摄像机在两方面取得应用,一方面是服务大型激光装置,另一方面是服务工业应用。”就大型激光装置来说,面向高能量密度物理、强场物理等前沿科学和能源、以及国防安全等战略应用的需求,中国、欧洲、和美国都已建设了一批超大能量脉冲激光装置。然而,这类装置重复频率极低。并且,巨大的光束口径导致激光脉冲光场存在复杂的时空耦合。因此,需要先进的光场时空诊断设备,引导激光装置进行优化,并为物理实验的理论分析和数值仿真,提供初始输入激光信息。就工业应用来说,激光精密加工有两个趋势,一是超快化甚至飞秒化,即使用飞秒激光作为光源,借此实现冷加工并提高精度;二是智能化,即以在线方式观测材料的特性,并对激光参数做出调整。所以,通过安装超快光场摄像机模块,有望让激光精密加工设备长出一只“眼睛”,也即通过实时采集探针光信号、以及观测材料超快时间尺度相应,来对加工工艺做出动态优化。(来源:Light: Science & Applications)以较低成本实现极高的时间分辨率尽管成果很新,但是背景很“旧”,这要从 144 年前说起。1878 年,美国摄影师埃德沃德迈布里奇(Eadweard Muybridge)使用安置在赛道上的 12 台照相机,来拍摄奔跑的赛马。借此证明马在奔跑时会四个蹄子同时离地,解决了几个世纪以来画家和艺术家的困惑,并给电影发明带来了灵感。时隔一百多年,2018 年诺贝尔物理学奖部分授予杰哈莫罗()和唐娜斯特里克兰()这两位科学家,以对他们发明的高功率超快激光的啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, CPA)做出表彰。在激光精密加工、近视的激光视力矫正、惯性约束核聚变等高功率超快激光的应用中,每一个超快激光脉冲仿佛一匹光速奔跑的“赛马”,在各类物质的“赛道”上穿行时。对于激光脉冲和物质特性在极短时间内的演化现象,人们同样充满好奇,希望像迈布里奇那样为激光与物质相互作用的过程“拍摄电影”。(来源:Light: Science & Applications)基于此,制作了这台超快光场摄像机 。在超快光学领域中,它能为激光脉冲和激光照射的物质“拍摄电影”,并同时具有空间分辨和时间分辨的单发测量能力。几十年来,尽管在超快光学领域出现了大量时间分辨测量技术,但多数方法主要测量不同时刻下某个物理量的演化,普遍缺少空间分辨能力;要么得让激光脉冲的“赛马”多次跑过物质“赛道”进行重复测量。而超快光场摄像机只需激光脉冲一次性地作用于物质,它记录的是光速飞行的激光脉冲通过某个特定位置时,位于这一位置光场的二维空间分布。这样,人们就能一次性得到激光脉冲三维时空分布的“电影”。而实现单发光场摄像的难点在于,如何使用常规照相机的等二维阵列式探测器,来一次性地记录三维数据。研究中,该团队借鉴了压缩感知概念,在前人光学压缩成像技术的基础上,将待测光场的三维信息“压缩”到二维探测器上并进行一次性采集,从而实现了摄像机的功能。此外,不同于一般摄像机或探测器记录的是光强度信息,超快光场摄像机的记录包括振幅和相位信息在内的“光场”信息。对于表征超快激光脉冲来说,获取光场信息是非常重要的,它既决定着激光脉冲中各个颜色成分的时间先后关系,还决定着影响聚焦和成像质量的空间波前分布。另外,在对激光照射物质的探测过程中,获取探针光束的完整振幅和相位信息,可以帮助人们完整了解物质不同位置的光学性质,同时获取折射率、吸收率等重要参数的空间分布。该成果的另一亮点在于,超快光场摄像机以较低的成本,实现了极高的时间分辨率或“电影”帧率。日常生活中,我们观看的电影帧率一般为 24 帧/秒,最高可以达到 120 帧/秒,仅能满足人眼视觉暂留效应的要求。而团队的超快光场摄像机,记录的是光速飞行的超快激光脉冲的“赛马”过程,即在各类物质“赛道”上奔跑的过程,需要观测飞秒(10 -15 秒)时间尺度内发生的事件,所需的帧率在万亿帧/秒量级。近日,相关论文以《单次压缩光场形貌》()为题发表在 Light: Science & Applications 上,唐浩程和门庭为共同第一作者,担任通讯作者 [1]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)为超快时间尺度内发生的任意事件拍摄电影据介绍,课题组的目标是为超快时间尺度内发生的任意事件“拍摄电影”。这项工作最早要追溯到十四年前读博期间。他说:“2008年 8 月开始我到美国德克萨斯大学奥斯丁分校读博士,第一次见到导师 教授他就给我指派了博士论文课题:为超高强度超短激光脉冲在等离子体中激发的光速传播的尾波‘拍摄电影’,这样就可以对基于等离子体尾波的新一代桌面型电子加速器提供实时诊断。”这是一个挑战性极高的课题,经过六年的努力,只能部分地解决这一问题。例如,在测量技术方面,他和当时的所在团队发展了一种基于多束探针光和断层成像技术(tomography)的方法,可以为光速飞行的折射率结构拍摄“电影”[2],并被 Nat. Phot. 以 News & Views 文章的形式再次进行报道。后来,他还观测到了等离子体尾波纵向结构的演化规律 [3]。然而,为激光驱动的等离子体尾波“拍摄电影”的梦想一直没能实现,主要难点在于无法在单发条件下,用二维探测器记录三维数据信息。2014 年,的合作者 (现为加拿大魁北克大学应用计算成像实验室教授),发表了基于压缩感知概念的超快照相技术的论文 [4],对前者解决等离子体尾波电影拍摄中遇到的维度问题,带来了极大启发。然而,超快压缩照相技术获得的是光场的强度时空分布信息。另一方面,等离子体尾波主要调制探测激光的相位。那么,如何使用超快压缩照相技术来同时测量包含振幅和相位的光场信息,就成为亟待解决的问题。同时,这也是研究基于压缩感知的超快光场摄像机的问题来源。2017 年,回国入职华中科技大学,经过前期实验室建设和武汉疫情,他和团队终于在 2020 年秋季,开始了针对超快光场摄像机的研究。(来源:Light: Science & Applications)“研究早期充满了挣扎,一方面我们需要反复试错以完成实验系统光学设计和成像质量的不断优化,另一方面激光光场高光谱图像的压缩感知重构技术以及相关算法,对我们来说是新事物,需要不断积累经验。”他说。在这过程中,非常感谢负责具体实验和数据处理工作的研究生唐浩程和门庭,以及 教授和他的学生 Xianglei Liu。他继续说道:“唐浩程和门庭当时是刚刚入学的一年级研究生,面对陡峭的学习曲线虽然也曾抱怨这个课题‘就像要去五金店里翻找一些零件组装成一部汽车’,但凭借扎实的理论实验基础和顽强的毅力,以及合作者在压缩照相重构算法方面的有力支持,终于克服了种种困难。”到 2021 年秋,他们终于能以较好的可靠性,实现飞秒激光脉冲的超快光场摄像机,并利用它对光速飞行的激光等离子体电离前沿进行表征测量。(来源:Light: Science & Applications)然而,对于超快光场摄像机的探索并未结束。因为,为等离子体尾波“拍摄电影”的梦想并未实现。“也许我们已经找到更好的途径,离目标更近了一些,但仍需要朝着既定方向努力工作。进入 2022 年,我们继续进行超快光场摄像机相关的研究,并取得了一些进展,主要体现在进一步提高系统稳定性和可靠性、获取更全面的矢量光场信息、探索更多的超快光场摄像机应用等。”表示。如今,2022 年即将迎来尾声。对于更久之后的规划,他表示:其一,将进一步完善超快光场摄像机技术。目前的方法基于标量光场的假设,只测量了待测光场的振幅和相位信息。但是,实际的光场具有矢量形态的电 磁波,这时面对待测光场的偏振态以及矢量特征,就得做出完整的测量。其二,他计划完成一些基于超快光场摄像机的典型泵浦-探测实验。泵浦-探测实验,是探索物质超快时间尺度属性的有力工具。因此,他希望使用超快光场摄像机,来为探针光拍摄光场“电影”。其三,他也打算实现一些基于超快光场摄像机的应用。基于此,希望与领域内专家展开更多合作。尤其是在大型激光科学装置上,他期待能研发出一种实用的、小型化的超快激光光场时空表征仪器。而在工业应用方面,他将继续耕耘于为未来的超快激光加工设备配备一双“眼睛”,从而实现基于材料特性实时观测的智能加工。参考资料:1.Tang, H., Men, T., Liu, X. et al. Single-shot compressed optical field topography. Light Sci Appl 11, 244 (2022). https://doi.org/10.1038/s41377-022-00935-02.Z. Li, et al., Nat. Commun. (2014) 5, 30853.Z. Li et al., Phys. Rev. Lett.(2014) 113, 0850014.L. Gao, J. Liang et al., Nature (2014) 516, 74–77
  • 山东着力推动大型科研仪器和中试装置开放共享 为产业升级和转型注入新动力
    8月1日,省政府新闻办举行政策例行吹风会,介绍山东加速推进科研仪器开放共享、服务重大科技创新情况。推动大型科研仪器和中试装置开放共享,能够增加科技创新资源有效供给,减少仪器重复购置、闲置,便于企业链接会聚科技人才团队,降低企业创新成本。“特别是对中小企业,能够通过支付非常少的成本,共享使用先进的仪器设备,高效开展新产品研发、新技术验证,以此有效激发企业创新活力,加速科技成果向现实生产力的转化,为产业升级和转型注入新的动力。”省科技厅副厅长梁恺龙说。据介绍,我省2005年启动大型科研仪器共享工作,搭建了山东省大型科研仪器开放共享服务网,目前入网的价值10万元以上的仪器有1.8万多台,入网会员单位近4万家。近日,我省又出台了《关于加强大型科研仪器及中试装置开放共享的若干措施》(以下简称《若干措施》),加力推进大型科研仪器和中试装置开放共享。《若干措施》提出要加大科研仪器开放共享力度,优化提升大型科研仪器开放共享服务网功能,到2026年年底,入网大型科研仪器达到3万台,仪器设备原值达250亿元,入网数量和仪器设备原值均达到全国前列。《若干措施》特别提出要强化使用单位支持激励,对符合条件的中小微企业,通过共享大型科研仪器开展科技创新活动,可以以创新券形式获得40%—60%的补助;对省内仪器资源无法满足需求,使用省外设备产生的费用,也可获得创新券补助。同时,将实现创新券“免申、即时”使用,针对后补助形式兑付创新券存在的流程较为繁琐、兑付周期长等问题,升级大型科研仪器开放共享服务平台,创新券将以优惠券形式嵌入,实现直接抵扣,审核频次由“一月一审”变为“一单一审”,实现“免申即享”“即时兑付”,大幅提高创新券补助申领效率。《若干措施》提出,加强政策激励与管理。对开放共享程度高、服务质量好、用户评价高的设备供给方,省科技厅将给予最高200万元奖励,提高供给单位服务的积极性。同时,按照“应入网尽入网”的原则,推动各级财政资金购置的30万元以上大型科研仪器设备全部入网管理。据统计,我省大型科研仪器和中试装置主要集中在高校,高校拥有50万元以上的大型科研仪器6614台,占全省的54.4%。“推进高校大型仪器设备市场化运营,向社会提供开放共享服务,符合条件的服务收入不上缴国库,留归单位纳入预算管理。”省财政厅二级巡视员王永振说。在推进中试基地开放共享方面,我省将对省级中试示范基地每年开展绩效评价,根据其上年度对外开展中试服务绩效给予最高200万元奖补支持。梁恺龙介绍,《若干措施》提出鼓励中试设备开放共享,将系统梳理分散在高校院所、企业等各类单位的中试设备资源,对符合条件的中试设备资源纳入开放共享服务网管理,从机制上解决中试平台开放性不足,中小企业建不起、用不上的问题,打造“中试+”生态。“推动科研仪器共享对促进我省科技创新和高质量发展的作用是多维度的。”梁恺龙介绍,近5年来,我省享受科研仪器共享服务和创新券补助的中小微企业,有74%通过了国家科技型中小企业认定,1285家中小微企业成长为高新技术企业。
  • X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2020年11月4日,国家重大科技基础设施X射线自由电子激光试验装置项目通过国家验收。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线自由电子激光试验装置由中国科学院和教育部共同建设,中科院上海应用物理研究所为法人单位,北京大学为共建单位。装置主体由一台8亿4千万电子伏特的高性能电子直线加速器和一台可以实现多种先进运行模式的自由电子激光放大器组成。装置位于上海市浦东新区,将与上海光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、上海超强超短激光装置等组成张江综合性国家科学中心大科学设施集群的核心,成为我国光子科学研究的国之重器。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/92306bfb-33dc-43d6-92d0-665d8bc5c468.jpg" title=" W020201111573040934245.jpg" alt=" W020201111573040934245.jpg" / /p p /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线自由电子激光试验装置项目经过5年半的紧张建设和精细调试,高质量地建成了我国首台X射线波段自由电子激光试验装置;并成功地研制了射频超导加速单元。& nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前,全球建成的X射线自由电子激光装置仅有8台,其它7台分别位于德国(两台)、美国、日本、韩国、意大利和瑞士。以X射线自由电子激光试验装置为基础,建设的我国首台X射线波段自由电子激光用户装置,将为我国开展能源、材料、生物等领域科学前沿问题的探索提供强有力的工具;同时,也为我国继续开展自由电子激光新原理的探索和验证、关键技术的研究提供了不可替代的实验平台。& nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的各项指标均达到或优于批复的验收指标。建设单位掌握了自由电子激光装置设计、加工集成、安装和调试以及射频超导加速单元等关键核心技术,取得了一系列重大技术成果。& nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在建设过程中,项目自主研制了一系列关键核心设备,其中C波段加速单元的平均运行梯度达到了国际同类装置最高水平,条带型束流位置测量系统的分辨率达到国际先进水平;发展了腔式束流位置探测器和基于偏转腔的束团相空间测量以及XFEL脉冲重构系统,达到国际先进水平;同时实现了超导腔研制的全国产化,垂直测试加速梯度和无载品质因数达到国际先进水平。基于高精度、多维度束流测量和反馈技术,实现了高稳定、高品质的电子束团和FEL辐射产生;在调试过程中,首创了EEHG-HGHG混合级联型的自由电子激光先进运行模式,辐射带宽和中心波长稳定性显著优于传统级联。& nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 国家验收委员会专家认为,X射线自由电子激光试验装置的建设队伍通过自主研制和国内外合作,实现了集成创新和原始创新,有力地推动了我国自由电子激光领域的发展,实现了重大的突破,同时为硬X射线自由电子激光装置的建设提供了技术和人才储备。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2cbee46d-2c88-4f1f-b510-62ff735bc909.jpg" title=" W020201111573041002981.jpg" alt=" W020201111573041002981.jpg" / /p p br/ /p
  • 滨松成功研发出适用于高功率CW激光器的空间光调制器
    滨松公司利用其独特的光学半导体制造工艺,成功研制出世界上最大规模的液晶型空间光调制器(Spatial Light Modulator,以下简称SLM※1),该SLM的有效面积约较以往产品增加了4倍,且耐热性更高。该开发器件可应用于工业用高功率连续振荡(以下简称CW)激光器,实现激光分束等控制,应用到如金属3D打印,以激光烧灼金属粉来模塑成形车辆部件等,同时有望提高激光热加工的效率和精度。本次研发项目的一部分是受量子科学技术研发机构(QST)管理的内阁办公室综合科学技术和创新会议战略创新创造计划(SIP)第2期项目“利用光和量子实现Society 5.0技术”的项目委托,开展的研发工作。该开发器件将于4月18日(星期一)至22日(星期五)在横滨Pacifico(横滨市神奈川县)举办为期5天的国内最大的国际光学技术会议“OPIC 2022”上发布,敬请期待。※1 SLM:通过液晶控制激光等入射光的波前,调整反射光的波前形状,来校正入射光的光束和畸变 等,是可自由控制激光衍射图形的光学设备。传统开发产品(左)和本次研发器件(右)产品开发概要本次研发的器件是适用于高输出功率CW激光器的SLM。激光器分为在短时间间隔内可重复输出的脉冲激光器和连续输出的CW激光器。脉冲激光器可以减少热损坏,实现高精度加工;而CW激光器可用于金属材料的焊接和切割等热加工,因此成为激光加工的主流。滨松凭借长期以来积累的独特的薄膜和电路设计技术,已经成功开发了全球耐光性能最佳,适用于工业脉冲激光器的SLM。通过应用SLM,将多个高功率脉冲激光光束进行并行加工,相较于仅聚焦到1个点的加工方式,它的优势在于它可以实现碳纤维增强塑料(CFRP)等难加工材料的高速、高精度地加工。但在应用于CW激光器时,存在随着SLM温度上升导致性能下降的问题。SLM结构和图形控制原理SLM由带像素电极的硅衬底、带透明电极的玻璃衬底,以及两衬底中间的液晶层组成。它通过控制在像素电极上的液晶的倾斜角度,来改变入射光的路径长度然后进行衍射。其结果便是,通过对入射光进行分支、畸变校正等,实现对激光束照射后衍射图形的自由调控。此次,滨松公司运用了大型光学半导体器件在开发和生产中积累的拼接技术(※2),将SLM的有效面积扩大到30.24×30.72 mm,约为现有尺寸的4倍,为世界上最大的液晶型SLM,也因此它可以减少SLM单位面积的入射光能量。同时,由于采用耐热性和导热性俱佳的大型陶瓷衬底,提高了散热效率,成功地抑制了因CW激光器连续照射而引起的温度升高,使得SLM可适用于工业用的高功率CW激光器。此外,大面积硅衬底在制造过程中容易出现弯曲、平整度恶化的情况,进而导致入射图形的光束形状产生畸变,针对这一问题我们运用了滨松独特的光学半导体元件生产技术,使SLM在增大面积的同时,保持了衬底的平整度。至此,实现了光束的高精度控制。※2拼接技术:在硅衬底上反复进行光刻的技术。适用于完成无法一次性光刻的大型电子回路。本次研发的器件适用于工业用高功率CW激光器,实现多点同时并行加工,有望提高如金属3D打印为代表的激光焊接和激光切割等激光热加工的效率。此外,通过对光束形状进行高精度的控制,该开发器件可根据对象物体的材料和形状进行优化,进而实现高精度的激光热加工。今后,我们将继续优化SLM结构中的多层介质膜反射镜,以进一步提高耐光性能。此外,我们也会将此开发器件搭载到激光加工设备中,进行实际验证实验。研发背景SIP第2期课题旨在通过将网络空间(虚拟空间)和物理空间(现实空间)高度融合的信息物理系统(Cyber Physical System,以下简称CPS)验证具有革命性的创新型工业制造。其中,“利用光和量子的Society 5.0实现技术”中,我们研发的主题包括激光加工在内的3个领域,旨在通过CPS激光加工系统验证创新型制造的可能性。随着CPS激光加工系统的实现,我们期待通过AI人工智能收集在多种条件下用激光照射物体得到的加工结果数据,选择最佳的加工条件,进而优化设计和生产过程。SLM被定义为CPS激光加工系统中必需的关键设备,为此,我们将继续致力于提高SLM的性能。本次研发的器件在CPS激光加工系统中的应用场景主要规格
  • “基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”通过验收
    3月8日至9日,国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)组织专家,在中国科学技术大学对国家重大科研仪器研制专项(教育部推荐)“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”进行验收。基金委副主任谢心澄、化学科学部主任杨学明线上参会,基金委化学科学部常务副主任杨俊林、教育部科学技术与信息化司相关人员、项目验收组专家、项目四个承担单位负责人、项目组成员等50人参加了会议。会议分别由杨俊林和验收专家组组长主持。   谢心澄指出,国家重大科研仪器研制项目的定位是面向科学前沿和国家需求,以科学目标为导向,资助对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制,以提升我国的原始创新能力;建议专家在验收时重点考察仪器的原创性、研究目标的实现情况、仪器技术指标完成情况和指标的先进性,以及对解决重大科学问题、开拓新的研究领域,促进人才培养和推动学科发展所取得的作用。他强调,部门推荐项目验收通过后,基金委适时组织专家对项目进行后评估。因此,希望项目负责人加强后期管理,注重仪器的运行使用与开放共享,提高科研仪器的使用效率和水平,推动项目成果转化,为探索前沿和服务国家需求夯实技术基础。杨学明指出,过去5至10年,我国在化学领域批准建设的比较重大的科学装置对推动化学学科的发展非常重要,证明化学领域和物理领域的研究人员通过合作可以把一件比较困难的事情做好,证明我国在高端科学仪器研制方面具有很大的实力。厦门大学副校长江云宝代表项目四个承担单位发言。   专家组认真审阅了验收材料,听取了项目负责人厦门大学孙世刚院士作的项目工作报告,以及监理组相关人员作的监理情况报告,并进行了质询和现场考察,听取了仪器测试组报告、财务组验收意见及档案组审核情况报告。经过讨论,专家组认为:项目达到了预期研制目标,符合验收要求,同意通过验收。   “基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”项目集厦门大学、中国科学技术大学、复旦大学和大连化物所的相关优势,建设了一套具有先进水平的波长连续可调、覆盖中红外到远红外波段的可调谐红外自由电子激光光源,以及基于红外自由电子激光为光源的固/气和固/液表界面反射吸收红外光谱实验线站、原子力显微红外光谱实验线站、和频光谱实验线站、光解离光谱实验线站和光激发光谱实验线站五条实验线站。各实验线站分别在四个参研单位研制,最终搬迁到中国科学技术大学与红外自由电子激光光源集成,经调试、验收后开放运行,为化学、物理、材料以及生物医学等相关领域提供了一个有力的工具和研发平台。   该项目的仪器研制历经8年,在项目团队全体成员的不懈努力下,克服各种困难,建成了我国第一个覆盖中、远红外波段的红外自由电子激光用户装置,具体包括:开发了包含光波导效应的光场数值计算方法和程序,实现了加波导的自由电子激光振荡器的模拟;研发了2856MHz次谐波可调、高重频电子枪,实现了基于同一台电子加速器的中红外和远红外两套振荡器的运行;建成了红外自由电子激光反射吸收光谱实验线站、上/下入射激发模式的红外自由电子激光—原子力显微镜实验线站和红外自由电子激光分子反应散射实验线站。   该项目中,大连化物所江凌研究员团队负责研制了一套基于红外自由电子激光的光解离光谱实验站,实现了金属化合物团簇的高灵敏红外光谱探测及结构表征,对诠释催化反应机制具有重要作用。
  • 自由电子激光装置和反质子加速器研究取得进展
    欧洲自由电子激光装置(EXFEL)及反质子和离子研究装置(FAIR)是德国牵头组织的两个国际合作重大科学装置,我国参与了其中部分探测器研制、低温系统研究、高性能波荡器研制、超导材料及特殊材料研究等,主要目的是跟踪国际物理学最前沿的发展趋势、开展相关关键技术研究、锻炼科研队伍、提高基础研究水平。   973计划项目“自由电子激光装置和反质子加速器重大基础研究”自立项以来,在FAIR加速器相关科学问题研究、大型实验探测器研究,EXFEL高性能超长波荡器系统物理及关键技术研究、大型恒温器关键技术研究、超导加速器用超导腔以及大晶粒高纯铌片的研制等方面取得多项重要进展。例如:在反质子加速器重大基础研究方面,完成了大型室温和超导二极磁铁样机的研制,并通过了国内外专家测试,同时完成了非烘烤超高实验真空样机研制和测试,主要性能达到或超过了设计指标,达到国际先进水平 在高性能超长波荡器系统物理及关键技术研究方面,我国研究人员参加了德国组织的波荡器系统总体设计、组织开展样机研究及磁测实验,了解并逐步掌握了高性能波荡器涉及的理论和关键技术 在大型恒温器关键技术研究方面,对最关键的漏热和支撑部件进行专门研究,在液氮冷激、压力、真空、漏率等环节攻克了一系列难关,成功研制出高质量,符合和优于国际标准的EXFEL恒温器样机,样机在零下271度低温实验下,各项指标均优于设计标准,并已经被德国成功应用在其试验装置上,为今后国内各种大型恒温器的研制奠定了研究基础 在超导腔相关的研究方面,研制出了用于超导加速腔的大晶粒高纯高性能的铌片,各项性能指标均能满足要求,并已研制出低电阻玻璃和高计数率MRPC样机。在超导加速器用大晶粒高纯铌片的研制、大晶粒9-CELL超导腔的研制和物理性能研究方面取得重要进展,材料性能达到国际先进水平,东方钽业已列入EXFEL供应商名单 在STAR-TOF MRPC探测器的生产方面,成功研制并批量生产了MRPC探测器,产品合格率超过95%,已提供RHIC-STAR使用。此外,在加速器设计思想、新材料和特殊材料性能探索和使用方面也取得了多项成果。   该项目由中国科学院高能物理所姜晓明研究员为首席科学家,近代物理所、北京大学、清华大学、东方钽业集团等研究单位参加。8月6-7日,项目年会在宁夏银川举行,陈佳洱、王乃彦、陈和生、张焕乔、方守贤、陈森玉、何季麟等来自国内高能物理、加速器和特殊材料研究的专家,科技部基础研究司、中科院基础局负责人参加了会议。
  • 我国高功率拉曼光纤激光器研究取得进展
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心冯衍研究员领衔的课题组,在高功率拉曼光纤激光器研究中取得新进展。提出了一种镱-拉曼集成的光纤放大器结构,有效地解决了拉曼光纤激光器功率提升的主要技术瓶颈问题,在1120nm波长,首次获得580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。   近年来,高功率光纤激光器发展迅速。1&mu m波段的掺镱光纤激光器,近衍射极限输出功率可达20kW,多横模输出功率可达100kW。尽管如此,稀土掺杂光纤激光器的输出波长,因稀土离子能级跃迁的限制,仅能覆盖有限的光谱范围,限制了其应用领域。基于光纤中受激拉曼散射效应的拉曼光纤激光器是拓展光纤激光器波长范围的有效手段。   该项研究中,在一般的高功率掺镱光纤放大器中注入两个或多个波长的种子激光,波长间隔对应光纤的拉曼频移量。处于镱离子增益带宽中心的种子激光率先获得放大后,在后续光纤中作为泵浦激光对拉曼斯托克斯激光进行逐级放大。初步的演示实验获得了300 W的1120nm拉曼光纤激光输出 接着采用较大包层(400&mu m)的光纤,获得了580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。结果发表于《光学快报》(Optics Letters)和《光学快讯》(Optics Express) [Opt. Lett. 39, 1933-1936 (2014) Opt. Express 22, 18483 (2014)]。鉴于目前高功率掺镱光纤激光器均采用主振放大结构,新提出的光纤放大器结构可用于进一步提升拉曼光纤激光的输出功率。初步的数值计算也表明,该技术方法有望在1~2&mu m范围内任意波长获得千瓦级激光输出。   该项研究得到了中国科学院百人计划、国家&ldquo 863&rdquo 计划、国家自然科学基金等项目的支持。    千瓦级掺镱-拉曼集成的光纤放大器结构示意图    输出功率随976 nm二极管泵浦功率的变化曲线,其中的插图为最高输出时的光谱。
  • 陕西省高功率激光器及应用产业联盟成立
    3月26日上午,由陕西省发展和改革委员会主办,中国科学院西安光学精密机械研究所、陕西电子信息集团、西安炬光科技有限公司等单位承办的“陕西省高功率激光器及应用产业联盟成立揭牌暨项目签约仪式”在西安光机所隆重举行。陕西省副省长吴登昌、陕西省决策咨询委员会副主任崔林涛、中国科学院院士侯洵、中国科学院院士姚建铨以及陕西省、西安市政府有关部门领导,该产业联盟所有成员单位代表等共400余人出席了揭牌暨项目签约仪式。   为了贯彻落实《关中——天水经济区发展规划》,以建设西安统筹科技资源改革示范基地为契机,中国科学院西安光机所、陕西电子信息集团、西安炬光科技有限公司等三家单位发起组建陕西大功率激光器及其应用产业联盟的倡议。倡议指出,陕西在大功率激光器产业的技术和产业配套等方面具有较好的基础,为集群形成和发展提供了良好的条件,但还存在着产业分散、关联度低等问题,在一定程度上制约了全省大功率激光器产业的发展。因此,为大力促进我国大功率激光器产业快速发展,组建陕西大功率激光器及其应用产业联盟将刻不容缓。   在陕西省发改委等单位的大力支持下,目前陕西省高功率激光器及应用产业联盟已集合了全省在该领域中的近20家企业、大专院校和科研单位入盟。通过整合资源,并充分利用中国科学院西安光机所和西安炬光科技有限公司在高功率半导体激光器领域的技术、人才和产业等优势,建设陕西省激光产业集群,打造一条技术领先、产业集聚、竞争力强的全新的产业链,以加快培育战略性新兴产业,推动结构调整和发展方式的转变。   在本次签约仪式上,西安炬光科技公司与国投高科技投资有限公司签署了战略投资协议 与美国知名的激光器制造企业阿波罗公司(Apollo Instruments)签署了“光学整形与光纤耦合业务收购协议” 与西安光机所签署了“激光投影仪项目协议”,同时还与在陕的工业加工、医疗设备、科学研究等十余个激光器应用企事业单位签约了投融资项目和产品研发项目,总额近2亿元。   大会期间,陕西省发改委副主任张振红代表省发改委宣读了“关于成立陕西省高功率激光器及应用产业联盟的复函” 中国科学院西安光机所所长赵卫代表陕西省高功率激光器及应用产业联盟在大会讲话 陕西省副省长吴登昌、陕西省决策咨询委员会副主任崔林涛、中国科学院院士侯洵、中国科学院院士姚建铨为联盟的成立共同揭牌。
  • 我国高功率全固态激光器成功实现应用
    工欲善其事,必先利其器。高功率全固态激光器技术就是先进制造领域的一把利器。长期以来,国外在高功率激光技术领域一直对我国实行严密的技术封锁,严重制约了我国先进制造领域工业关键激光成套装备的发展。为摆脱我国在这一技术领域的长期被动落后局面,抢占战略主动权,自&ldquo 十五&rdquo 开始,863计划持续对该项技术进行大力支持,经过多年攻关,相继突破3kW、4kW、6kW和8kW的激光输出,到&ldquo 十一五&rdquo 中期,成功研制了具有完全自主知识产权的工业级5KW全固态激光器,打破了国际禁运。   为加速成果转化应用,&ldquo 十二五&rdquo 期间,863计划继续设立&ldquo 先进激光材料及全固态激光技术&rdquo 主题项目,中国科学院半导体研究所牵头承担,以工业应用需求为导向,研制系列化的高稳定、高可靠的工业级全固态激光器及其装备,并在激光焊接、表面处理等领域实现产业化应用。目前,在项目研究成果基础上,我国首个具有自主知识产权的高功率全固态激光器生产线已在江苏丹阳建成,并实现批量生产 在汽车零部件激光焊接领域,自主研制的全固态激光器成功打破国外垄断,实现了产业化应用突破,自2012年以来,已为奇瑞汽车焊接了超过10万套自动变速箱的核心部件,为北京奔驰汽车焊接了近3万套天窗 攻克无预热情况下的激光熔覆防微裂纹、微气孔等核心技术,为全球第三大石油装备制造商威德福公司成功研制出超高耐磨转井部件,实现威德福首次将该类高难度核心部件从英国的剑桥转移到亚洲进行生产。   经过863计划长期的持续支持,我国的高功率全固态激光器产品已初步形成了从自主研制激光器到成套装备集成再到应用的完整产业链。随着我国激光技术的不断进步,更多的高功率全固态激光器产品走上成熟的工业化进程,将为提升我国先进制造产业核心竞争力,扭转关键成套装备基本依靠进口的被动局面,加强国防建设提供有力的装备保障和技术支撑。
  • 市场监管总局批准启用激光小角度副基准装置
    近日,市场监管总局批准启用由北京航天计量测试技术研究所和中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所分别研制建立的两项“激光小角度副基准装置”。 激光小角度副基准装置是国家平面角基准的重要组成之一,可复现和保存平面角单位,并作为激光小角度基准装置的备份,可为激光小角度测量仪、自准直仪、光学角规等小角度器件进行量值传递,满足航空航天用激光陀螺、精密机床用高精密导轨、芯片制造用光刻机等高精尖领域的小角度量值计量需求,对航空航天、高端装备制造、精密光学器件、集成电路等领域高质量发展发挥基础性作用。 北京航天计量测试技术研究所建立的激光小角度基准装置突破了400mm超精密殷钢正弦臂、大口径空心角隅棱镜研制瓶颈,以及双频激光干涉差动测角等关键技术,实现了0.001"超高精度角度测量分辨力,相当于地球上的观察者能够看清400公里外空间站上宇航员手中的铅笔芯。中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所建立的激光小角度副基准装置实现了超高分辨力小角度量值复现,具有微小角度的测量能力,其分辨力近似一个圆周的1亿3千万分之一对应的角度量值,准确度可以达到0.03″,相当于一根100公里长的圆棒,一端抬高15毫米对应的角度量值。 当前,我国测量仪器产业正在高速向国际领先水平发展,激光小角度副基准装置的建立有助于解决当前面临的大量小角度精密测量和准确度评价问题,将为我国小角度测量技术的发展提供有力的计量支撑,并推动高精度大范围自准直仪、激光小角度测量仪等高端测量仪器加速实现国产化。
  • 王麒:支持数千瓦极紫外自由电子激光光源及光刻验证装置布局成都科学城并纳入“十四五”规划
    据红星新闻报道,全国人大代表、四川省工商联副主席,四川启阳汽车集团有限公司董事长王麒提交了《关于支持成都科学城加快布局建设天府(国家)实验室的建议》,建言聚焦空天科技、生命科学、先进核能、电子信息等关键领域推动国家实验室集中布局成都科学城,突破一批‘卡脖子’技术问题。王麒 (图源 红星新闻)其中,王麒建议国家发改委、科技部优先在成都科学城布局建设大科学装置、国家级大科学工程。“支持数千瓦极紫外自由电子激光光源及光刻验证装置、电磁驱动聚变大科学装置、超高速低真空磁浮交通及动模研究平台、超高通量多功能堆研究设施、跨尺度矢量光场时空调控验证装置布局成都科学城并纳入国家‘十四五’重大科技基础设施建设规划,打造更多抢占制高点的川版‘国之重器’,建设国际一流重大科技基础设施集群。”据了解,成都科学城科技创新项目重点项目“数千瓦极紫外自由电子激光光源及光刻验证装置”由中国工程物理研究院第十研究所承担,总投资约41亿元,拟通过“数千瓦极紫外自由电子激光光源及光刻验证装置”,建立大功率极紫外光源,通过光刻光源预处理系统及光刻验证系统,验证自由电子激光用于光刻的各种关键物理及工程问题,完成10nm节点光刻演示验证,建立首台千瓦极紫外光刻工程测试样机,为我国掌握大规模极紫外光刻(EUV)生产能力、突破芯片制造“卡脖子”问题提供条件。项目拟于2021年启动建设,2026年底完成验收。目前,极紫外光源是制约我国EUV光刻机的关键部分。而国内各种EUV光源的研究也在逐步进行中。而目前我国EUV光源受制于功率限制,无法应用于工业量产,而工业生产至少需要达到250W功率,ASML实验室已经达到了1kW的EUV光源功率。
  • 我国大功率激光器用标准创新打破国外垄断
    全国大功率激光器应用分技术委员会在武汉成立   曾被国外垄断的大功率激光器技术,通过技术标准创新,现已转化为我国具有完全自主知识产权的尖端产品。11月11日,全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分技术委员会,在湖北武汉东湖国家自主创新示范区成立。   大功率激光器是激光产业的高端核心技术。30年来,我国对大功率气体激光器、大功率固体激光器、高功率激光传输聚焦加工系统、大功率激光加工工艺等,实行了引进、吸收和消化,逐步开发出各种大功率的激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理的成套设备。随着这些高新技术的广泛应用,使钢铁、汽车、能源、电子、船舶等支柱产业的技术能力和制造水平得到迅速提升。   然而,与美国、欧盟、日本等国相比,目前我国在大功率激光器的制造水平和应用规模上,尚处在初级研制或小规模生产阶段,尤其是高端的大功率激光器与激光加工成套设备几乎全部依赖国外进口。究其原因,主要是我国的大功率激光器尚未达到生产标准化,难以保证产品质量和提高技术档次,同时也限制了发展规模。因此,大功率激光器应用专业的标准研制,是促进我国激光产业科学发展的攻关大课题。   近几年来,武汉华工激光工程有限公司旗下的科威晶激光技术有限公司,在引进生产大功率激光器的过程中,借助武汉华工激光工程有限公司的自主研发和标准创新,成功地开发出4000瓦轴快流二氧化碳激光器。这项拥有完全知识产权的大功率激光器,入选国家重点新产品计划,今年产销量可望达到120台。从此,国产大功率激光器实现了规模化量产,跻身于世界大功率激光器7大生产企业。   武汉华工激光工程有限公司自主制定的大功率激光器生产标准,达到了国外先进水平。自2008年开始,湖北省和武汉市的质监部门积极支持该公司筹备激光领域的国家级标准化分技术委员会,以此提高我国大功率激光器应用专业的整体水平,缩短与国际先进水平的差距。经国家标准化管理委员会批准,由武汉华工激光工程有限公司申办的全国光辐射和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分技术委员会,正式落户武汉东湖国家自主创新示范区。   在全国大功率激光器应用分技术委员会一届一次工作会议上,确定北京工业大学激光工程研究院院长左铁钏等25位专家担任该委员会委员,武汉华工激光工程有限公司为该委员会秘书处承担单位。   据了解,作为我国激光领域的首个国家级标准化分技术委员会,将站在行业发展的战略高度,对国内外大功率激光器应用加工设备的相关标准进行对比分析 组织编制大功率激光器应用的标准体系,制定大功率激光器应用技术和安全辐射等基础标准。
  • “万瓦级半导体激光器综合测试系统研制”通过测试验收
    近日,中国科学院空天信息创新研究院牵头承担的中科院科研仪器设备研制项目“万瓦级半导体激光器综合测试系统研制”通过测试验收。 会上,介绍了空天院承研中科院条件保障与财务局科研仪器设备研制的总体情况及该项目的基本情况。项目负责人、空天院正高级工程师麻云凤汇报了项目总体情况,并与与会专家讨论交流。验收专家组现场考核仪器设备总体研制情况并现场测试,肯定了研制核心器件积分球的技术水平,一致同意通过测试验收。“万瓦级半导体激光器综合测试系统研制”项目瞄准我国半导体激光器、光纤激光器等高功率激光综合测试需求,解决激光功率、光谱、发散角等核心参数的综合测试难题,开发可承载万瓦级激光功率的1.2米口径积分球、发散角测试仪,并集成高功率多参数测试功能。项目组通过两年的技术攻关,掌握了各类积分球涂层制备核心技术,申请了6项发明专利,转化了若干小型积分球产品。可承载万瓦级激光功率1.2米直径积分球
  • 脉冲功率激光技术国家重点实验室顺利通过验收
    11月2日,受科技部基础司委托,基础研究管理中心组织专家对依托中国人民解放军电子工程学院的脉冲功率激光技术国家重点实验室进行了验收。科技部基础研究司相关人员出席会议。   专家组听取了脉冲功率激光技术国家重点实验室主任的建设情况报告,并进行了实地考察。经过认真研究讨论,专家组认为脉冲功率激光技术国家重点实验室在科学研究、人才培养、平台建设和管理运行等方面基本完成了建设计划任务,同意其通过建设验收。   脉冲功率激光技术国家重点实验室是首个建设的军民共建国家重点实验,是军民共建科研体制的有益探索。该实验室以脉冲功率激光产生机理为主线,重点开展脉冲功率激光传输与控制和脉冲功率激光与物质作用等基础科学和军民应用技术的研究。
  • 我国攻克大功率半导体激光器关键技术
    从中国科学院长春光学精密机械与物理研究所了解到,由该所研究员王立军带领的课题组攻克了大功率半导体激光器关键核心技术,成功开发出千瓦量级、高光束质量、小型化的各种半导体激光光源,并将成为工业激光加工领域的新一代换代产品。   王立军对记者说,大功率半导体激光器是激光加工、激光医疗、激光显示等领域的核心光源和支撑技术之一。由于西方发达国家掌控着大功率半导体激光器关键核心技术,长期以来,我国工业用激光加工设备不得不依赖进口。   王立军介绍说,他们的团队历经数年努力,通过激光光束整形、激光合束等关键技术,实现了高光束质量半导体激光大功率输出。   据了解,日前由王立军团队承担的这项研究——“高密度集成、高光束质量激光合束高功率半导体激光关键技术及应用”荣获了2011年度国家技术发明奖二等奖。项目组已经开始与一汽集团和北车集团接洽,尝试将这项技术应用于汽车制造等领域。
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