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波段高重频皮秒激光器

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  • 基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳
    成果名称 基于光纤激光器的可见光频率梳、20GHz可见光波段天文光学频率梳 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 □原理样机 &radic 通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介: 光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器,例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。利用频率梳测量频率时,需要频率梳的频率间隔在200MHz以上,以便波长计数器计量波数。特别地,类地行星观测需要20GHz以上频率间隔的频率梳来定标光谱仪,这个频率间隔一般的光纤激光器无法达到,目前只能依靠法布里-珀罗(FP)滤波装置进行频率倍增。由于FP透射光谱的有限线宽会导致边模泄露,从而影响天文光谱仪的定标精度,因此需要源激光频率梳本身的频率间隔尽量大,以抑制边模。可见,研制高重复频率(大频率间隔)的频率梳已经成为国际激光器和频率梳领域研究的热点和难点。目前该产品的国内市场基本上被德国Menlo System公司生产的基于掺镱光纤激光器的可见光域频率梳垄断,我国亟需研制出具有自主知识产权的光梳设备。 2011年,北京大学信息学院张志刚教授申请的&ldquo 基于光纤激光器的可见光频率梳&rdquo 得到第三期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在基金经费支持下,通过关键配件的购置和加工,该项研究得以顺利开展。课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标,开展了一系列富有成效的工作,包括:(1)搭建高重复频率、1um波长的锁模光纤激光器,作为频率梳&ldquo 种子源&rdquo ;(2)研究初始频率和腔内色散的关系,以得到更高信噪比的初始频率信号;(3)利用合适的色散补偿元件对种子源输出的脉冲进行色散补偿,并进行多级反向放大,使其输出功率满足频率梳要求;(4)试验多种光子晶体光纤,以获得更宽的、覆盖可见光域的光谱。通过以上工作的开展,课题组成功研制出了国际首创的500MHz光学频率梳样机,而Menlo公司同类产品重复频率仅为250M。这一技术的产品化将打破外国公司在国内市场的垄断,填补国内外市场的空白。 在第三期项目工作的基础上,张志刚课题组的王爱民副教授申请的&ldquo 20GHz可见光波段天文光学频率梳的研制&rdquo 项目在2012年得到了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在第四期基金的支持下,项目组发展了前期500MHz高重复频率的光学频率梳的研究成果,开展了更加深入的工作,包括:(1)利用FP技术对500MHz重复频率的稳定光梳进行倍频,获得20GHz、1m波段的稳定光学频率梳;(2)对20GHz光学频率梳进行功率放大、脉冲压缩和倍频,实现515nm波段的蓝光飞秒光梳源;(3)利用拉锥光子晶体光纤对飞秒蓝光光梳进行可见光扩谱,达到400-750nm的光谱覆盖。通过这些工作,课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统,其工作达到该领域国际前沿水平。 这两期项目目前已经结题,其成果已进入产品化阶段,科技转化前景良好。相关成果受到了北京市科委的高度重视。 课题组瞄准研制稳定的、可供频率测量的、基于飞秒光纤激光器的可见光域激光频率梳这一目标,开展了一系列富有成效的工作。课题组成功研制出了一套可直接与天文望远镜对接的20G天文光梳频率标准系统,其工作达到该领域国际前沿水平。 应用前景: 光学频率梳是很多高端研究的基础科学仪器,例如原子跃迁频率的精密测量、光钟的频率的测量、引力波的测量、微重力的测量、系外类地行星的探测等。
  • 先进超快(飞秒、皮秒)激光器
    table width=" 633" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" border=" 1" align=" center" tbody tr style=" height:25px" class=" firstRow" td style=" border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign=" bottom" width=" 501" height=" 25" p style=" text-align:center line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family:宋体" 先进超快(飞秒、皮秒)激光器 /span /strong /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 单位名称 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 中科院物理研究所 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系人 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 168" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 方少波 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 161" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 联系邮箱 /span /p /td td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 172" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" Renee_zlj@126.com /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 成果成熟度 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" □正在研发& nbsp & nbsp √已有样机& nbsp & nbsp □通过小试& nbsp & nbsp □通过中试& nbsp & nbsp √可以量产 /span /p /td /tr tr style=" height:25px" td style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 132" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 合作方式 /span /p /td td colspan=" 3" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width=" 501" height=" 25" p style=" line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" √技术转让& nbsp & nbsp & nbsp √技术入股& nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp & nbsp √其他 /span /p /td /tr tr style=" height:304px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 304" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 成果简介: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 激光器被广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与 /span span style=" font-family:宋体" a href=" https://www.baidu.com/s?wd=%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%A4%84%E7%90%86& tn=44039180_cpr& fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Ykmy7WP1K-Pjf3PhRdPynv0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHmsrjfsPjT1" target=" _blank" span style=" color:windowtext text-underline:none" 信息处理 /span /a /span span style=" font-family:宋体" 、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。其中,超快激光器倍受各界追捧。它不仅可以实现加工的“超精细”,还实现了真正意义上的激光“冷”加工;由于超快特性,可以用于更精密的手术;更高的峰值功率,可引雷、放电,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲等等。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 由于飞秒激光的前沿性,是激光产业中高利润的高端产品。国际市场每年飞秒激光相关产值约100 亿美元,国内市场为国外公司垄断,大量外汇流失(10亿美元),同时影响国家安全。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 中国科学院物理研究所光物理重点实验室从事飞秒激光器研究多年,开发出一系列飞秒激光器及相关科研成果,包括: /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒钛宝石激光振荡器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" TW /span span style=" font-family:宋体" 级飞秒超强激光放大器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 高重复频率飞秒激光放大器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒参量激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 光纤飞秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 全固态飞秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 全固态皮秒激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 低噪声光学频率梳 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 窄线宽及可调谐激光器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 同步及延时控制器 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 周期量级激光及其CEP锁定 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 用户定制激光器 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 部分产品和指标达到国际领先或国内首次的程度,包括: /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 同步飞秒激光器(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒PW超强激光(世界纪录) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 若干全固态飞秒激光(国际首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 紫外波段皮秒激光(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 红外波段飞秒激光(国际领先) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 阿秒激光装置(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒光学频率梳(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒参量激光振荡器(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒镁橄榄石激光(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒Cr:YAG激光(国内首次) /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 飞秒激光压缩器(国内最短脉宽) /span /p p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 主要技术指标: /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ea10646a-372a-4205-8429-4a0ef2b8d87e.jpg" title=" 3.png" / /p p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 技术特点: /span /strong /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 超快:国内最短激光脉冲,3.8fs/可见光波段 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 超强:1.16PW峰值功率,当时的世界纪录 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 阿秒:160as/XUV极紫外波段,国内首次实现 /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:60px text-align: left line-height:24px" span style=" font-family:Wingdings" Ø span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:宋体" 光梳:稳定度~10-18 /秒,国际同类最高结果之一 /span /p /td /tr tr style=" height:75px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 75" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 应用前景: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 自20世纪60年代问世以来,激光已在工业、医学、军事等众多领域广泛应用。近年,超短脉冲激光即超快激光成为激光领域的先端发展趋势。脉冲越短,激光的精度越高、释放的能量越大。在实验室, a href=" http://laser.ofweek.com/tag-%E6%BF%80%E5%85%89%E8%84%89%E5%86%B2.HTM" target=" _blank" title=" 激光脉冲" span style=" color:windowtext text-underline:none" 激光脉冲 /span /a 已短到飞秒级别(1飞秒等于千万亿分之一秒)。超快激光投入应用,成为人类工具史上的又一“利器”。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 飞秒激光作为最重要的前沿方向,可以完成常规激光无法完成的工作,因此应用更为广泛,需求量巨大。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在加工制造领域:比常规激光更高的精度、更高质量的加工效果。如发动机汽缸、太阳能电池、仿生加工… /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在医疗领域:由于超快特性,可以用于更精密的手术,无痛、高效。近视、老花… /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在国防领域:更高的峰值功率,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲。引雷、放电等常规激光所不能。 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:150%" span style=" line-height:150% font-family:宋体" 在科研领域:常规激光远远不能的科学前沿:激光粒子加速、高能物理、光钟…… /span /p /td /tr tr style=" height:72px" td colspan=" 4" style=" border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width=" 633" height=" 72" p style=" line-height:150%" strong span style=" line-height:150% font-family: 宋体" 知识产权及项目获奖情况: /span /strong /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 已经申请相关发明专利23项。包括—— /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 高对比度飞秒激光脉冲产生装置" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 高对比度飞秒激光脉冲产生装置 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201210037173.1) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 一种全固态皮秒激光再生放大器(申请号CN201210360026.8) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 飞秒锁模激光器" span style=" font-family: 宋体 color:windowtext text-underline:none" 飞秒锁模激光器 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201410251367.0) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201410004852.8) /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" a title=" 全固态陶瓷锁模激光器" span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none" 全固态陶瓷锁模激光器 /span /a span style=" font-family:宋体" (申请号CN201310349408.5)等 /span /p p style=" text-indent:28px line-height:24px" span style=" font-family:宋体" 曾获得国家自然科学二等奖 /span /p /td /tr /tbody /table p br/ /p
  • 科学家造出全谱段白光激光器,或催生新型光谱学检测手段
    近日,华南理工大学教授李志远团队成功造出一台全谱段白光激光器,其具备光斑明亮、光谱光滑且平坦、大脉冲能量的特点,能覆盖 300-5000nm 的紫外-可见-红外全光谱,单脉冲能量达到 0.54mJ。这样一台全谱段白光激光器的面世,可用于构建全谱段的超快光谱学探测技术,有望将激光技术推至世界领先水平,从而更好地服务于前沿研究。图 | 李志远(来源:李志远)基于本次成果,课题组将进一步构建全谱段的超快光谱学探测设备,届时有望对物质内部多个波段中的物理、化学和生命过程开展超快的精密探测,从而实现高速摄谱的技术能力,进而用于开展二维材料、锂离子电池、化学催化等领域的研究。本次研究中所涉及的光谱学技术,可以覆盖深紫外-可见波段的原子以及分子的电子跃迁吸收谱,也能覆盖近红外波段的半导体带间电子跃迁吸收谱、以及中红外波段的分子振动等。借此可以打造一种崭新的光谱学检测手段,对于那些使用传统手段所无法揭示的新现象和新规律,本次新手段很有希望填补相关空白。(来源:Light: Science & Applications)鉴于光学波段的光子和物质的电磁相互作用强度以及灵敏度,远远超过 X 射线光子与物质原子核、以及内壳层电子的电磁相互作用。而且,即便是 1mJ 量级的全谱段白光飞秒脉冲激光的光子亮度,也远远超过目前同步辐射 X 射线光源的亮度。“因此,全谱段白光激光器在物质科学和生命科学中所发挥的作用,也有望超过传统的同步辐射 X 射线光源。”李志远表示。日前,相关论文以《强紫外-可见-红外全谱段激光器》 (Intense ultraviolet–visible–infrared full-spectrum laser)为题发在 Light: Science & Applications,华南理工大学博士生洪丽红是第一作者,华南理工大学李志远教授、中国科学院上海光学精密机械研究所(上海光机所)李儒新院士担任共同通讯 [7]。图 | 相关论文(来源:Light: Science & Applications)助力解决 Science 125 个待解难题之一据介绍,作为一种崭新的激光光源,超宽带白光激光具有极宽带宽、高光谱平坦度、大脉冲能量、高峰值功率、高时空相干性等五大优点,能极大拓展激光技术的发展和应用范围。而如何构建一台覆盖紫外-可见-红外波段的全谱段白光激光器,同时拥有高峰值功率和高脉冲能量,是一个极具挑战的宏大目标。2020 年,Science 杂志将其列为 125 个前沿重大科学问题之一。主要原因在于,基于目前纯粹单一的激光器技术、二阶非线性变频技术、以及三阶非线性频率展宽技术,远不足以解决这一问题。过去十年,李志远团队基于自主开发的啁啾结构非线性铌酸锂晶体,结合大脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光泵浦,利用二阶和三阶非线性协同作用的原创性物理机制,提升了白光飞秒激光的转换效率、频谱带宽、脉冲能量、光谱平坦度等指标。要想产生全谱段白光飞秒激光,需要达到两个先决条件:带宽超过一个光学倍频程的强泵浦飞秒激光光源,以及具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。不过,要想同时满足上述两个条件并非易事。为此,课题组使用光学参量啁啾脉冲放大技术,以及使用由充气空心光纤、纯铌酸锂晶体材料和啁啾极化铌酸锂晶体组成的极宽带非线性变频模块,将飞秒激光技术、二阶非线性变频技术、三阶非线性频率展宽技术加以综合,研制了这款全谱段白光激光器。其中,二阶和三阶非线性效应协同作用的原创性物理机制,是打造本次全谱段白光激光器的秘密。上述机制的好处在于,能够清除二阶非线性或三阶非线性方案中所存在的输出光谱性能不佳的限制。李志远表示:“全谱段白光激光有望成为激光技术发展历史上的一个里程碑,并能很好地回答 Science 杂志 2020 年的 125 个最前沿的科学问题,即人类能否造出与太阳光相似的非相干强激光。”(来源:Light: Science & Applications)让中国学界真正拥有属于自己的实验设备多年来,学界一直渴望产生像太阳光一样的白光激光。紫外-可见-红外全谱段白光激光的产生,则一直是激光技术等待攻克的堡垒,也是李志远团队努力追求的目标。十年来,该课题组历经 8 次阶段性成果的积累,才造出了上述全谱段白光激光器。2014 年,该团队将啁啾调制的概念引入一维铌酸锂晶体的周期设计中。在可调谐近红外光源的帮助之下,设计出多个不同啁啾度的准相位匹配晶体,让二次、三次谐波产生的非线性过程的相位失配,能够在单个晶体中得到补偿,借此实现宽带可调谐三基色光源的同时输出,也拉开了课题组“白光激光”之梦的序幕。2015 年,李志远让学生陈宝琴开展啁啾结构铌酸锂晶体中六次谐波产生的研究。在实验的关键阶段,李志远去现场看学生做实验,结果发现了又圆又白的激光束产生,这完全出乎意料之外。李志远觉察到这是一个“好东西”。仔细分析之后,确定啁啾结构铌酸锂晶体产生了二到八次谐波。在一个固体材料中产生高次谐波,这是一个前所未有的科学发现,也让课题组开始树立“白光激光”的梦想。随后,他们设计了啁啾结构非线性光子晶体,以中红外飞秒脉冲激光为泵浦源,在单块晶体中同时产生了超宽带二到八次谐波。其中,四到八次谐波形成 400-900nm 超宽带可见白光激光,其转换效率达到 18%。2014 年和 2015 年的这两项工作表明:该团队自主研发的铌酸锂晶体二阶非线性方案,可以支持宽带二次谐波产生。同时,也能支持宽带二次谐波和三次谐波产生,甚至支持基于级联三波混频的高次谐波产生,最终可以实现超宽带可见白光激光的产生。而要想产生全谱段白光飞秒激光,就需要继续深挖上述方案的潜能,以便满足产生全谱段激光所需要的苛刻条件:即泵浦激光脉冲带宽要足够宽,非线性晶体材料的准相位匹配带宽要足够大。2018 年,课题组选用更高能量的近红外飞秒脉冲激光作为泵浦源,针对相关泵浦条件设计出一款啁啾结构铌酸锂晶体,这块晶体在不同偏振状态之下,均能同时产生二次谐波和三次谐波。通过此他们首次发现了二阶和三阶非线性协同作用的新物理机制,并证明这一机制能够显著提升相关性能的指标。利用级联二次谐波和三次谐波方案,他们生成了 400-900nm 可见-近红外波段的可调谐白光激光,转换效率达到 30%。这一发现,也促使他们去发现产生白光激光的更优路线,即基于二阶和三阶非线性协同作用产生超连续白光激光的方案。在新路线的指导之下,他们设计出一块能同时产生二到十次谐波的宽带白光非线性晶体材料。针对这款白光非线性晶体材料,他们又采取 45μJ 脉冲能量的 3.6μm 中红外飞秒脉冲激光泵浦的设计方案,借此产生 25dB 带宽、覆盖 350-2500nm 的紫外-可见-红外超连续白光飞秒激光,单脉冲能量为 17μJ,转换效率为 37%。在此基础之上,他们继续优化二阶非线性和三阶非线性协同效应。期间,该团队发现石英玻璃的三阶非线性效应远远优于铌酸锂晶体,而特殊设计的铌酸锂啁啾非线性光子晶体可以同时使用高达十二阶次的准相位匹配。后来,他们利用 0.5mJ 的钛宝石飞秒脉冲激光器泵浦,来对熔融石英-啁啾极化铌酸锂晶体进行泵浦,最终实现 10dB 带宽覆盖 375-1200nm、20dB 带宽覆盖 350-1500nm 的超连续激光,单脉冲能量为 0.17mJ,转换效率为 34%。前面提到,课题组期望实现的白光飞秒激光具有五个高指标。因此,在追求极宽带宽范围的同时,他们还得实现更大的脉冲能量、更高的光谱平坦度。于是,该团队以高能量钛宝石主激光作为泵浦源,针对由熔融石英和啁啾极化铌酸锂晶体组成的级联光模块,对其整体非线性响应进行进一步的操纵,从而显著提高了白光飞秒激光的综合性能。期间,他们利用 3mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光泵浦,对石英-超宽带白光非线性晶体级联模块进行熔融,基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案,实现了 mJ 量级、3dB 带宽覆盖 385-1080nm 的超宽带白光飞秒激光。此外,自 2018 年起课题组联合一家外部公司研制了 3mJ/50 fs/1 kHz 钛宝石飞秒激光器,实现了相关仪器的国产替代。并以此作为泵浦源,和白光非线性变频模块加以结合,从而形成了成熟高效的白光飞秒激光生成方案,借此造出一款白光飞秒激光整机设备。以上成果也促使他们进一步思考:如何产生覆盖一到十次谐波的全谱段白光激光?为此,他们与上海光机所李儒新院士团队合作,提出一款非线性级联装置。这种装置可以满足以下两个条件:一个较强的带宽达到光学倍频的中红外泵浦激光光源;以及一个具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。随后,他们基于光学参量啁啾脉冲放大技术,研制出一种中红外飞秒脉冲激光器,它具有 3.5mJ、3.9μm 中心波长,可以起到泵浦激光光源的作用。接着,基于宽带二阶和三阶非线性变频模块,他们获得了光谱范围 25dB 带宽、覆盖 300-5000nm 的全谱段超连续白光飞秒激光。“至此,我们欣喜地发现借助强中红外飞秒激光作为泵浦源已经成功走通了全谱段白光激光产生的道路。”李志远表示。(来源:Light: Science & Applications)总的来说,课题组已经实现了“三高”型白光飞秒激光:大单脉冲能量(第一高)、300-5000nm 的频谱宽度(第二高)、高光谱的平坦度(第三高),基本涵盖了铌酸锂晶体的全部透光范围。接下来,他们将继续与李儒新院士团队合作,朝向更高目标前进,力争实现深紫外-紫外-可见-近红外-中红外-远红外的“三高”全谱段白光飞秒激光。假如可以实现,就能建造比拟同步辐射光源、以及自由电子激光光学波段的全谱段超连续激光光源。“届时,相信我们中国科学界将拥有属于真正自己的研究物质科学和生命科学的实验设备。”李志远最后表示。
  • 多波段拉曼-荧光激光雷达系统可用于雾霾探测
    近日,兰州大学教授黄建平带领科研团队研制出我国首个多波段拉曼-荧光激光雷达系统。该系统不仅可用于大气雾霾探测的研究及预警,还可用于卫星数据校正、医疗气象观测等领域,处于国际先进水平。   &ldquo 多波段拉曼-荧光激光雷达系统用高功率激光器向天空同时发射三束激光,也就是三个波段。紫外激光与大气颗粒物作用之后,就会释放出荧光,我们利用大口径的望远镜接收被大气反射回来的信号,共有38个波段。大多国内研究中使用的少数波段,对于颗粒物的大小、形状、成分等认识还不够。&rdquo 黄建平介绍说,&ldquo 印度科学家拉曼发现了光和粒子的相互作用,在这种作用后,光的波长和频率会发生变化。对接收到的信号进行分光、提取和探测,根据其变化的多少,就可以知道这种物质的化学成分是什么,也就可以进一步分析大气污染物的重要性质,尤其是对人体有害的有机物。&rdquo   课题组成员黄忠伟解释说:&ldquo 大家现在都关心雾霾天气,但对于雾霾的成因、成分等问题的认识都还不够,多波段拉曼-荧光激光雷达系统能够连续工作并探测到不同高度的雾霾变化数据,而且精度很高。&rdquo   当前,我国在全球气候变化、空间环境监测等领域都急需大量激光雷达技术支撑,但一直依赖国外进口的高成本产品。多波段拉曼-荧光激光雷达系统的成功研制,将降低我国购置相关产品的成本。
  • 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。
  • 半导体所等在高功率、低噪声量子点DFB单模激光器研究中获进展
    分布反馈(DFB)激光器具有结构紧凑、动态单模等特性,是高速光通信、大规模光子集成、激光雷达和微波光子学等应用的核心光源。特别是,以ChatGPT为代表的人工智能领域呈现爆发态势,亟需高算力、高集成、低功耗的光计算芯片作为物理支撑,对核心光源的温度稳定性、高温工作特性、光反馈稳定性、单模质量、体积成本等提出了更高要求。近期,中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室研究员杨涛-杨晓光团队与研究员陆丹,联合浙江大学兼之江实验室教授吉晨,在高功率、低噪声的量子点DFB单模激光器研究方面取得重要进展。该团队采用高密度、低缺陷的叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区,结合低损耗侧向耦合光栅作为高效选模结构,研制出宽温区内高功率、高稳定、低噪声、抗反馈的高性能O波段量子点DFB激光器。在25-85 °C范围内,激光器输出功率均大于100 mW,最大边模抑制比超过62 dB;最低的白噪声水平仅为515 Hz2 Hz-1,对应的本征线宽低至1.62 kHz;最小平均RIN仅为-166 dB/Hz(0.1-20 GHz)。此外,激光器的抗光反馈阈值高达-8 dB,满足无外部光隔离器下稳定工作的技术标准。该器件综合性能优异,兼具低成本、小体积的优势,在大容量光通信、高速片上光互连、高精度探测等领域具有规模应用前景。相关研究成果以High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Feedback Lasers为题,发表在Laser & Photonics Reviews上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。图1. 量子点材料的形貌和荧光特性,以及器件与光栅结构图2. 器件的输出特性、光谱特性、光频率噪声特性和外部光反馈下的光谱稳定性
  • 中国建全球唯一可调波极紫外自由电子激光器
    摘要:3月12日,总预算达1.4亿元的国家重大科研仪器设备专项“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”在大连正式启动。它将成为国际上唯一一套工作在50~150纳米区间且波长可调的全相干高亮度的自由电子激光器。   对原子、分子的探测是物理化学研究的基础,但由于现有仪器设备的限制,大多数分子和自由基难以被单光子电离,使很多研究无法深入,成为困扰科研工作者的一大难题。   一项旨在解决该难题的实验装置即将在我国建设。3月12日,总预算达1.4亿元的国家重大科研仪器设备专项“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”在大连正式启动。它将成为国际上唯一一套工作在50~150纳米区间且波长可调的全相干高亮度的自由电子激光器。   项目总负责人、中科院院士杨学明表示,该装置的研制将极大提升我国在能源等相关基础科学领域的实验水平,并极有希望成为国际上相关领域的一个重要研究基地。   强强联合   项目负责人之一、中科院大连化物所研究员戴东旭介绍说,能源研究中,煤的热解等燃烧过程的中间产物往往以原子、分子、自由基的形式存在,这些微观粒子被电离为离子后才能变成电信号被测试到。因此,对微观粒子的高灵敏度、高时间分辨率和物种分辨的探测和研究至关重要。   但是,大多数分子或自由基的激发电离波长都处于极紫外波段(50~150纳米),而传统激光器产生的基本波长一般在近紫外到近红外波段(300~1000纳米)。这造成了传统激光激发电离微观粒子需要吸收多个光子,其效率和灵敏度会呈几何量级的降低,并且容易把产物打碎。   为解决该问题,科学家提出了利用自由电子激光产生极紫外波段相干光的技术。该技术被认为是探测微观粒子最有效的途径。自由电子激光的波长可涵盖从硬X射线到远红外的所有波段,特别是利用高增益谐波产生(HGHG)技术产生的自由电子激光具有超高峰值亮度、超快时间特性和良好的相干性,应用价值巨大。   但该技术直到近十年才在实验中得到验证。其中,中科院上海应用物理所在几年前建设了我国第一个自由电子激光,并成功进行了相关实验。   而在大连,一位在科研中多年受困于粒子探测难题的科学家坐不住了。他就是以自己研发仪器进行实验而著名的杨学明。杨学明找到上海应用物理所,希望双方能够合作开发新设备。   上海方面通过经验积累后也意识到,有把握将自由电子激光的波长从200纳米降到150纳米以内,并实现波长可调。于是双方一拍即合,经过几年论证,在2011年联合申请了国家自然科学基金委国家重大科研仪器设备专项。   1月20日,上海应用物理所宣布:由该所研究员赵振堂领导的自由电子激光研究团队在国际上率先实现了HGHG自由电子激光大范围波长连续可调。   “在这个项目中,大连化物所和上海应物所是完美结合。”戴东旭表示,上海光源的建成使上海应物所拥有了大科学工程的建设与管理经验,并掌握了大量的关键技术。   从“敢想”到“敢做”   据戴东旭介绍,自由电子激光在进入21世纪之后才开始兴旺发展起来。目前,几家研发自由电子激光的相关单位各有所长,其中一些在波长等指标方面较为领先,技术难度很高,但还没有一家可实现波长可调。   位于合肥的国家同步辐射实验室目前能提供国内真空紫外最好的实验条件,在过去曾协助杨学明课题组做出很好的实验成果。但同步辐射光源毕竟不是激光,在相干性、峰值功率和时间特性上尚存差异。   针对这些问题,大连化物所从实际需求出发提出要求,上海应用物理所在设计中将目标瞄准解决实验中的实际问题。   据悉,该项目的设备将主要由我国自主研发。“这项技术国外也处在发展阶段,有些特殊指标只能自己制造,从国外买设备也需要从头研制。”戴东旭说。   在1.4亿元的项目总预算中,国家自然科学基金委资助1.03亿元用于自由电子激光和实验装置的研制,中科院大连化物所自筹约0.4亿元用于基建和公用设施。该项目的科学目标是研制一套基于HGHG模式的波长可调谐的极紫外相干光源以及利用这一性能优越的光源的实验装置。这也将成为世界上独特的相关基础科学问题的实验平台。   据悉,目前经费已经到位,装置计划将于2015年年底前建成。而且会在全国实现仪器共享,可应用于物理、化学、生物、能源等多个领域。戴东旭说:“装置建成后,以前测不到的将能测到,以前不好的信号将变清晰,以前做不了的实验也敢做了。”
  • 激光雷达、飞秒激光器等超3.2亿中标项目公布
    p   近一个月内,来自高校、科研院所、医疗系统方面近20多家单位发布了激光、光学领域的招标需求,中科煜宸、相干、西南技物所等公司成功中标,中标总金额超3.2亿元。本文根据中国政府采购网公布的信息整理了部分内容,涉及激光成像仪、激光雷达、激光增材制造系统、飞秒激光器、光纤激光器等相关项目。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 中标项目 /strong /span /p p style=" text-align: center " strong 干式激光成像仪 /strong /p p   项目编号:HYEZ2J2018007 /p p   项目名称:干式激光成像仪采购 /p p   总成交金额:6.97 万元(人民币) /p p   采购单位名称:北海市华侨医院 /p p   中标单位名称:江西伟晨医疗设备有限公司 /p p style=" text-align: center " strong 密封式同轴送粉激光增材制造系统 /strong /p p   项目编号:HBT-15170140-173892 /p p   项目名称:武汉理工大学密封式同轴送粉激光增材制造系统采购项目 /p p   总成交金额:208.85 万元 /p p   采购单位名称:武汉理工大学 /p p   中标单位名称:南京中科煜宸激光技术有限公司 /p p style=" text-align: center " strong 原子吸收分光光度计及涡度相关系统 /strong /p p   项目编号:CEIECZB03-17ZL144 /p p   项目名称:中国农业大学原子吸收分光光度计及涡度相关系统采购项目 /p p   中标金额:54.43万元 /p p   中标供应商名称、地址及成交金额: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/25ce729c-a45e-4fbb-a265-ef3a8fa5909a.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 大连工业大学信息学院光电实验室建设 /strong /p p   项目编号:LNZC20171001868 /p p   项目名称:大连工业大学信息学院光电实验室建设采购项目 /p p   中标金额:54.18万元 /p p   中标单位:大连万慧科技有限公司 /p p   主要成交标的: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/873035c3-9e56-4a2c-a688-b42945e1365a.jpg" title=" 2.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光治疗系统 /strong /p p   项目编号:Q5300000000617001570 /p p   项目名称:昆明医科大学附属医院购置激光治疗系统采购项目 /p p   中标金额:129万元 /p p   中标供应商名称:贵州邦建医疗科技设备有限公司 /p p   主要成交标的: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/0f8ffbb7-027e-4163-97f0-b6dd9e5142f1.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 193nm 激光剥蚀进样系统等 /strong /p p   项目名称:中国海洋大学 /p p   项目名称:193nm激光剥蚀进样系统、多接收质谱仪、高纯锗伽马能谱仪、稳定同位素比质谱仪项目 /p p   采购单位名称:中国海洋大学 /p p   中标金额:1367.93612 万元 /p p   中标供应商名称、联系地址及中标金额: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/daa113be-02fd-4999-ae5c-05022aea1165.jpg" title=" 4.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光雷达项目 /strong /p p   项目编号:JXBJ2017-J28802 /p p   项目名称:南昌大学空间科学与技术研究院激光雷达采购项目 /p p   采购单位:南昌大学 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/eaaf8200-e815-4296-aba6-c8c364d7ec20.jpg" title=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 308准分子光治疗系统和激光光子工作站 /strong /p p   项目编号:[350823]SHHY[GK]2017015-1 /p p   项目名称:上杭县皮肤病防治院关于308准分子光治疗系统和激光光子工作站采购项目 /p p   中标金额:169.9万元 /p p   中标供应商:厦门海辰天泽仪器有限公司 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/5f3b697b-e5bd-4a2f-a5a2-5a4f9971c740.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 复杂曲面三维激光扫描系统 /strong /p p   项目编号:LNZC20171201441 /p p   项目名称:大连交通大学复杂曲面三维激光扫描系统采购项目 /p p   中标金额:58.9万元 /p p   中标单位:北京金鹰腾飞科技有限公司 /p p   成交产品的规格、型号、单价等: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/ef6ee20b-870c-456e-a33b-0acb1241b3a4.jpg" title=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 双光子激光共聚焦显微镜采购项目 /strong /p p   项目编号:中大招(货)[2017]993号 /p p   采购单位名称:中山大学 /p p   中标金额:489.803430万元 /p p   中标供应商名称:广州市诚屹进出口有限公司 /p p   中标标的名称、规格型号、数量、单价、服务要求: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/7c940325-292e-43f8-9ee1-f901a38dc68d.jpg" title=" 8.jpg" /    br/ /p center /center p style=" text-align: center " strong 超短强激光微纳制造实验室项目 /strong /p p   飞秒激光放大器 /p p   项目号:17A51870611-BZ1700401866AH /p p   项目名称:重庆邮电大学超短强激光微纳制造实验室项目飞秒激光放大器采购 /p p   中标总金额:145.9万元 /p p   中标供应商:相干(北京)商业有限公司 /p p   成交产品的规格、型号、单价等: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/c46688d9-2e94-41a4-82ae-89b46c49c880.jpg" title=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 便携式高分辨测风激光雷达 /strong /p p   项目编号:OITC-G170321151 /p p   项目名称:中国科学院大气物理研究所便携式高分辨测风激光雷达采购项目 /p p   中标总金额:280.0 万元(人民币) /p p   中标供应商名称:西南技术物理研究所 /p p   中标标的名称、规格型号、数量: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/d0c3d441-6015-45d7-ae63-7bef489181d6.jpg" title=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 激光共聚焦拉曼光谱仪、数字综合试验箱 /strong /p p   项目编号:ZX2017-12-13 /p p   项目名称:西安工业大学激光共聚焦拉曼光谱仪、数字综合试验箱等采购项目 /p p   中标金额:115.30万元 /p p   中标单位:西安共进光电技术有限责任公司 /p p   中标标的名称、规格型号、数量: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/1f8a05da-c6b9-4b1b-bcf3-85f56097a554.jpg" title=" 11.jpg" / /p center /center p style=" text-align: center " strong 激光共聚焦拉曼光谱仪 /strong /p p   项目编号:OITC-G17031833 /p p   项目名称:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所激光共聚焦拉曼光谱仪采购项目 /p p   采购单位名称:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 /p p   总中标金额:155.7781万元 /p p   中标供应商:雷尼绍(上海)贸易有限公司 /p p   中标供应商名称、联系地址及中标金额: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/5295f90b-a6fc-4eb6-8cde-52eb73be0f2a.jpg" title=" 12.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 还有一个招标大单,注意关注哦! /strong /span /p p   招标项目华东师范大学高重复频率宽波段可调谐窄带宽激光器 /p p   项目编号:0811-184DSITC0089 /p p   项目名称:高重复频率宽波段可调谐窄带宽激光器(第二次) /p p   采购单位:华东师范大学 /p p   预算金额:230.0 万元(人民币) /p p   采购内容: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/fa7045eb-d935-46c0-8ee6-90aff2739943.jpg" title=" 2018-02-07_091003.jpg" / /p p   购买标书时间:2018年01月26日-02月02日 /p p   投标截止时间:2018年02月28日 /p p   联系方式:冯东海 ,021-62231151 /p
  • 高功率高重频可调谐长波飞秒中红外光源
    波长调谐范围覆盖6-20μm的高重复频率(10 MHz)、高平均功率(10 mW)飞秒激光源具有重要的应用,由于大量分子在这个波段具有振动跃迁,因此有望用于痕量气体检测以及对由气体、液体或固体组成的复合系统进行与物理、化学或生物学相关的非侵入性诊断。但由于增益介质的缺乏,这些中红外源通常利用高功率近红外飞秒激光器驱动光学差频产生(DFG)来实现:近红外激光脉冲的一部分用作泵浦脉冲,另一部分采用非线性波长转换产生波长可调的信号脉冲,泵浦脉冲和信号脉冲之间的DFG产生可调谐的中红外脉冲。利用传统非线性光学手段产生的信号光脉冲能量较低,限制了中红外光源的功率,导致长波中红外飞秒光源无法广泛应用。针对该难点,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L07组在长期开展基于超快激光脉冲产生及波长转换的基础上,利用自相位调制的光谱旁瓣滤波(SPM-enabled spectral selection,SESS)技术,基于高功率掺铒光纤激光器在高非线性光纤中得到了波长范围覆盖1.6-1.94μm、功率高达300mW(~10nJ)的信号脉冲,再与1.55μm的泵浦脉冲在GaSe晶体中差频得到了波长覆盖7.7-17.3μm的中红外激光脉冲,最大平均功率可达58.3mW。图1. 实验装置图实验装置如图1所示,前端为自制的高功率掺铒光纤激光器系统,重复频率为32MHz,经过啁啾脉冲放大后得到平均功率为4W、脉冲能量为125nJ、宽度为 290fs的脉冲。将激光脉冲分成两份,一份作为泵浦脉冲,另一份耦合到SESS光纤中进行光谱展宽。光纤输出处的展宽光谱由二向色镜分离,长通滤波器(图中的LPF1)将最右边的光谱旁瓣过滤出来作为信号脉冲。泵浦脉冲经过时间延迟线与信号脉冲在时间上重合后聚焦到GaSe晶体上,光斑大小约为50μm。再通过另一个截止波长为4.5μm的长通滤波器,生成的中红外光束经焦距为75mm的90°离轴抛物面镜准直。利用校准的热敏功率计测量中红外脉冲的平均功率,傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪来测量输出光谱。图2(a)为1mm-GaSe后输出光谱和功率,光谱范围为7.7-17.3μm,最大平均功率为30.4 mW。为了进一步提高输出功率,我们采用2mm厚的GaSe晶体,结果如图2(b)所示,整个光谱调谐范围内脉冲功率均大于10mW,最大平均功率达58.3mW。相比于以往基于掺镱光纤的中红外光源,本研究成果将DFG平均功率提高了一个数量级,并首次实验上观测到了工作在光参量放大机制下的高重频DFG过程。该高功率长波中红外光源基于结构紧凑的光纤激光器,可以用于实现中红外双光梳,从而推动中红外光梳在精密光谱学中的前沿应用。相关结果发表在最近的Optics Letters上(https://doi.org/10.1364/OL.482461),被选为Editor's Pick并成为当天下载量最多的5篇论文之一。图2. 在不同厚度GaSe后测量到的中红外光谱和功率:(a) 1mm-GaSe(b)2mm-GaSe。该工作得到了国家自然科学基金(批准号:No.62227822和62175255)、中国科学院国际交流项目(批准号:No. GJHZ1826)和国家重点研发计划(批准号:No. 2021YFB3602602)的支持。论文第一作者为物理所博士生刘洋,常国庆特聘研究员为通讯作者,赵继民、魏志义研究员也参与了该工作的设计和讨论。
  • 激光器光束质量分析检测技术介绍
    如今,激光器已经广泛应用于通信、焊接和切割、增材制造、分析仪器、航空航天、军事国防以 及医疗等领域。激光的光束质量无论对于激光器制造客户还是激光器使用客户都是重要的核心指标之 一。许多客户依赖激光器的出厂报告,从而忽略了对于激光器光束质量测试的重要性,往往在后面激 光器使用过程中达不到理想的效果。通过下方的对比图可以看出,同样的功率情况下(100W),如果焦点产生微小的漂移,对于材 料加工处的功率密度足足变化了 72 倍!所以,激光器仅仅测试功率或能量是远远不够的。对于激光光束质量的定期检测,如激光光斑尺寸大小、能量分布、发散角、激光光束的峰值中心、几何中心、高斯拟合度、指向稳定性等等,都是非常必要的。我公司对于激光光束质量的测试有着丰富且**的经验,对于不同波长、不同功率、不同光斑大小的激光器都可以提供具有针对性的测试系统和方案。相机式光束分析仪相机式光束分析仪采用二维阵列光电传感器,直接将辐照在传感器上的光斑分布转换成图像,传输至电脑并进行分析。相机式光斑分析仪是目前使用*多的光斑分析仪,可以测试连续激光、脉冲激光、单个脉冲激光,可实时监控激光光斑的变化。完整的光束分析系统由三部分构成:(1)相机针对用户激光波长以及光斑大小不同的测量需求,SPIRICON 公司推出了如下几类面阵相机:● 硅基 CMOS 相机通常为 190nm ~ 1100nm;● InGaAs 面阵相机通常为 900 ~ 1700nm;● 热释电面阵相机则可覆盖13 ~ 355nm 及 1.06 ~ 3000μm。相机的芯片尺寸决定了能够测量的光斑的*大尺寸,而像素尺寸则决定了能够测量的*小光斑尺寸;通常需要 10 个像素体现一个光斑完整的信息。相机型号SP932ULT665SP504S波长范围190-1100nm340-1100nm芯片尺寸7.1×5.3mm12.5×10mm23×23mm像.大.3.45x3.45μm4.54×4.54μm4.5x4.5μm分.率2048x15362752×21925120×5120相机型号 XC-130 Pyrocam III HR Pyrocam IV波长范围900-1700nm13-355nm&1.06-3000µ m13-355nm&1.06-3000µ m芯片尺寸9.6*7.6mm12.8mm×12.8mm25.6mm×25.6mm像元大小30*30um75µ m×75µ m75µ m×75µ m分辨率320*256160×160320×320灵敏度64nw/pixel(CW)0.5nJ/pixel(Pulsed)64nw/pixel(CW) 0.5nJ/pixel(Pulsed)饱和度 1.3 μW/cm2 @ 1550 nm3.0W/cm2 (25Hz)4.5W/cm2(50Hz))3.0W/cm2 (25Hz)4.5W/cm2(50Hz)) (2)光束分析软件Spiricon 光斑分析软件BeamGage 界面人性化,操作便捷, 功能强大,其Ultra CAL**逐点背景扣除技术,可将测量环境中的杂散背景光完全扣除掉,使得测量结果真实,得到更精准的ISO 认证标准的光斑数据(详情见 ISO 11146-3-2004)。(3)附件针对用户的特殊要求或者激光的特殊参数设定,SPIRICON 公司推出了一系列光束分析仪的附件,如:分光器、衰减器、衰减器组、扩/缩束镜、宽光束成像仪、紫外转换模块等等。对于微米量级的光斑,传统面阵相机受到像素的制约,无法成像或者无法显示完整的光斑信息。我们有两类光束分析仪可供选择。狭缝扫描光束分析仪NanoScan 2s 系列狭缝扫描式光束分析仪,源自2010 年加入OPHIR 集团的PHOTON INC。PHOTON INC 自 1984 年开始研发生产扫描式光束分析仪,在光通讯、LD/LED 测试等领域享有盛名。扫描式与相机式光斑分析仪的互补联合使得OPHIR 可提供完备的光束分析解决方案。扫描式光束分析是一种经典的光斑测量技术,通过狭缝 / 小孔取样激光光束的一部分,将取样部分通过单点光电探测器测量强度,再通过扫描狭缝 / 小孔的位置,复原整个光斑的分布。扫描式光束分析仪的优点 :● 取样尺度可以到微米量级,远小于 CCD 像素,可获得较高的空间分辨率而无需放大;● 采用单点探测器,适应紫外 ~ 中远红外宽范围波段;● 适应弱光和强光分析;扫描式光束分析仪的缺点 :● 多次扫描重构光束分布,不适合输出不稳定的激光;● 不适合非典型分布的激光,近场光斑有热斑、有条纹等的状况。扫描式光束分析仪与相机式光束分析仪是互补关系而非替代关系;在很多应用,如小光斑测量(焦点测量)、红外高分辨率光束分析等方面,扫描式光束分析仪具备独特的优势。自研自产的焦斑分析仪系统及附件STD 型焦斑分析系统● 功率密度 / 能量密度较大,NA 小于 0.05(约 3°),且焦点之前可利用距离大于 100mm,应当考虑使用本型号。● L 型焦班分析系统的标准版,采用双楔,镜头在双楔之间。● 综合考虑了整体空间利用率、对镜头的保护等因素。● 可进一步升级成为双楔在前的型号,以应对特别大的功率密度 /● 能量密度。● 合适用户 : 科研和工业的传统激光用户,高功率高能量激光用户, 超长焦透镜用户,小 NA 客户。02 型焦班分析系统● 功率密度 / 能量密度较小,或 / 和 NA 大于 0.05(约 3°),或 / 和焦点之前可利用距离小于100mm,应当考虑使用本型号。● 比 STD 更好调节;物镜更容易打坏。● L 型焦班分析系统,采用双楔,镜头在双楔之前。如遇弱光,可定制将双楔换为双反射镜。● 02 型机架不用匹配镜头尺寸,通用,可按需选择镜头。● 非常方便对焦。● 合适用户 : 使用小于 100mm 透镜甚至显微镜头做物镜的用户(表面精密加工);LD/ LED+ 微透镜的生产线做质检附件STA-C 系列 可堆叠 C 口衰减器&bull 18mm 大通光孔径。&bull 输入端为 C-Mount 内螺纹,输出端为 C-Mount 外螺纹。&bull 镜片有 1°倾角,因而可以堆叠使用。&bull 标称使用波段 350-1100nm。VAM-C-BB VAM-C-UV1 可切换式衰减模组&bull 18mm 通光孔径。&bull 标准品提供两组四片可推拉式切换的中性密度滤光片。&bull 用于需要快速改变衰减率的测量过程。&bull BB 表示宽波段,即 400-1100nm,提供 1+2、3+4 两组四片中性密度滤光片镜组。&bull UV1 表示紫外波段,即 350-400nm,提供 0.1+0.2、0.3+0.7 两组四片中性密度滤光片镜组。LS-V1 单楔激光采样模组&bull 20mm 大通光孔径。&bull 内置单片 JGS1 熔石英楔形镜采样片,易于拆卸和更换的楔形镜架。&bull 标称使用波段 190-1100nm。其他波段可定制。&bull 633nm 处 P 光采样率 0.6701%;S 光采样率 8.1858%。&bull 355nm 处 P 光采样率 0.7433%;S 光采样率 8.6216%。&bull 前端配模组母接口;后端配模组公接口及 C-Mount 外螺纹接口。DLS-BB 双楔激光采样模组&bull 15mm 通光孔径,体积紧凑。&bull 内置两片互相垂直的 JGS1 熔石英楔形镜采样片,无需考虑偏振方向。&bull 标称使用波段 190-1100nm,其他波段可定制。&bull 633nm 处采样率 0.05485%。&bull 355nm 处采样率 0.06408%。&bull 后端可配 C-Mount 外螺纹接口。SAM-BB-V1 SAM-UV1-V1 采样衰减模组&bull 20mm 大通光孔径。&bull BB 表示宽波段,即 400-1100nm,提供四个插槽和 0.3、0.7、1、2、3、4 六组中性密度滤光片镜组。&bull UV1 表示紫外波段,即 350-400nm,提供四个插槽和 0.1、0.2、0.3、0.7、1、2 六组中性密度滤光片镜组。&bull 前端配模组母接口;后端配 C-Mount 外螺纹接口。DSAM-BB DSAM-UV1 双楔采样衰减模组&bull 15mm 通光孔径,体积紧凑。&bull 内置两片互相垂直的 JGS1 熔石英楔形镜采样片,633nm 处采样率 0.05485%;无需考虑偏振方向。&bull BB 表示宽波段,即 400——1100nm,提供四个插槽和 0.3、0.7、1、2、3、4 六组中性密度滤光片镜组。&bull UV1 表示紫外波段,即 350——400nm,提供四个插槽和 0.1、0.2、0.3、0.7、1、2 六组中性密度滤光片镜组。&bull 后端配 C-Mount 外螺纹接口对于大功率激光器客户,如增材制造应用以及光纤激光器客户,我们还有专门的光束分析仪系统BeamCheck 和 BeamPeek 集成 CCD 光束分析仪直接探测高功率激光的光斑,以及一台功率计用于实时监测测量激光的功率。特殊的分束系统使其可以直接用于高功率激光,极小部分功率被分配给光束分析仪进行光斑分析,而大部分功率由功率计直接探测激光功率。可在近场或焦点处测量。BeamCheck 可持续测量不大于600W 的增材加工激光,BeamPeek 体积更为小巧,可测量*大1000W 的增材加工激光不大于2 分钟,然后自然冷却后进行下一轮测试。 型号BeamCheck BeamPeek波长范围1060-1080nm532nm 1030-1080nm功率测试范围0.1-600W10-1000W可持续测试性持续测试焦点漂移准确度±50µ m接口方式GigE Ethernet仪器尺寸406.4mm×76.2mm×79.4mm
  • 上海光机所在特殊波长的飞秒超快光纤激光器研制方面获进展
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率光纤激光技术实验室在特殊波长的飞秒超快光纤激光器研制方向取得重要进展。该团队首次报道了一种基于色散管理、全保偏九字腔的978 nm飞秒掺镱光纤激光器。相关研究成果以Generation of 978 nm dispersion-managed solitons from a polarization-maintaining Yb-doped figure-of-9 fiber laser为题,发表在《光学快报》(Optics Letters)上。978 nm掺镱飞秒锁模光纤激光器因独特的应用价值而备受关注。然而,由于Yb3+在978 nm波长附近的吸收截面近似等于发射截面,为了在这个波长获得高性能激光输出,必须克服978 nm处的激光自吸收和1030 nm附近的放大自发辐射(ASE)等问题。此外,Yb3+在978 nm附近的增益带宽相对较窄,这进一步增加了在该波长下获得飞秒激光脉冲的难度。因此,与1 μm以上的传统掺镱锁模光纤激光器相比,实现这种978 nm的飞秒光纤激光器面临着更大挑战。针对上述问题,研究团队采用基于九字腔结构的非线性放大环镜(NALM)技术实现了978 nm处色散管理孤子的稳定输出。实验中,通过控制激光腔内各色散元件的参数有效地管理了腔内总色散,并引入滤波器来抑制1030 nm的ASE,最终获得了具有14.4 nm光谱带宽和175 fs的高相干激光脉冲。此外,激光腔由全保偏光纤器件组成,能够有效抗温度、震动等环境扰动,确保了锁模脉冲的长期稳定性。数值模拟结果表明,978 nm色散管理孤子的光谱宽度主要受限于Yb3+在相关波长附近的增益带宽。未来,可以利用非线性效应在腔外进一步展宽光谱,从而在这个特殊波长实现更窄脉宽的激光输出。该研究实现的978 nm锁模脉冲是迄今为止报道的相关波长超快光纤激光器中能够输出的最短脉冲,在水下通信和太赫兹波产生等领域具有良好的应用前景。图1.978 nm九字腔色散管理孤子光纤激光器实验装置图图2. 978 nm九字腔光纤激光器输出脉冲参数。(a)光谱,(b)脉冲序列,(c)射频谱,(d)自相关信号,(e) 腔外压缩后的频谱和(f)自相关信号。图3. 数值模拟结果。(a、b)输出色散管理孤子的光谱和时间特性;(c、d)腔内脉冲的时频演化过程。
  • 美打造高强度窄波段X射线激光束
    据物理学家组织网日前报道,美国能源部斯坦福直线加速器中心国家加速器实验室的研究人员,采用金刚石细薄片把直线加速器的相干光源转化为手术刀般更精确的工具,以探测纳米世界。改进后的激光脉冲可在X射线波长更窄频带高强度聚焦,开展以前所不能为的实验。该研究结果刊登在《自然光子学》杂志上。   这个过程被称为“自激注入”,金刚石将激光束过滤为单一的X射线颜色,然后将其放大。研究人员可以在原子水平研究和操纵物质上有更强的能力,传送更为清晰的物质、分子和化学反应的影像。   人们谈论“自激注入”已经近15年,直到2010年斯坦福线性加速器中心成立时,才由欧洲自由电子激光器和德国电子加速器研究中心的研究人员提出,并由来自斯坦福线性加速器中心和阿贡国家实验室的工程队伍将其建立。“自激注入”可潜在地产生更高强度的X射线脉冲,显著高于目前直线加速器相干光源的性能。每个脉冲增加的强度可以用来深入探测复杂的材料,以帮助解答诸如高温超导体等特殊物质或拓扑绝缘体中复杂电子态等问题。   直线加速器相干光源通过接近光速的电子群加速激光束,用一系列磁体将其设定为“之”字路径。这将迫使电子发射X射线,聚集成亮度超过之前10亿倍的激光脉冲。如果没有“自激注入”,这些X射线激光脉冲包含的波长(或颜色)范围比较宽,无法被所有的实验使用。之前在直线加速器相干光源创造更窄波段(即更精确波段)的方法则会导致大量的强度损失。   研究人员在可产生X射线的130米长磁体的中间段安装了一片金刚石晶体,由此创建了一个精确的X射线波段,并且使直线加速器相干光源更像是“激光”。该中心物理学家黄志荣(音译)说:“如果我们完成系统的优化,并添加更多的波荡,所产生的脉冲集中的强度将达10倍之多。”目前世界各地的相关实验室已经趋之若鹜,计划将这一重要进展与自身的X射线激光设施相结合。
  • 科学家利用玻璃造出飞秒激光器
    科学家在玻璃基板上制造了千兆飞秒激光器。图片来源:瑞士洛桑联邦理工学院商业飞秒激光器是通过将光学元件及其安装座放置在基板上制造的,这需要对光学器件进行严格对准。那么,是否有可能完全用玻璃制造飞秒激光器?据最新一期《光学》杂志报道,瑞士洛桑联邦理工学院的科学家成功做到了这一点,其激光器大小不超过信用卡,且更容易对准。研究人员表示,由于玻璃的热膨胀比传统基板低,是一种稳定的材料,因此他们选择了玻璃作为衬底,并使用商用飞秒激光器在玻璃上蚀刻出特殊的凹槽,以便精确放置激光器的基本组件。即使在微米级的精密制造中,凹槽和部件本身也不够精确,无法达到激光质量的对准。换句话说,反射镜还没有完全对准,因此在这个阶段,他们的玻璃装置还不能作为激光器使用。于是,研究人员进一步设计蚀刻,使一个镜子位于一个带有微机械弯曲的凹槽中,凹槽在飞秒激光照射时局部可扭动镜子。通过这种方式对准镜子后,他们最终创造出稳定的、小规模的飞秒激光器。尽管尺寸很小,但该激光器的峰值功率约为1千瓦,发射脉冲的时间不到200飞秒,这个时间短到光都无法穿过人类的头发。这种通过激光与物质相互作用来永久对准自由空间光学元件的方法可扩展到各种光学电路,具有低至亚纳米级的极端对准分辨率。
  • 突破!睿创团队中红外带间级联激光器研究取得重要进展
    近日,睿创研究院及睿创光子团队在中红外带间级联激光器(Interband cascade laser,ICL)的研究取得重要进展,相关团队实现了高性能、室温连续工作、多个激射波长的带间级联激光器系列,结合分子束外延技术,在InAs衬底上生长带间级联激光器材料,制备的窄脊器件室温激射波长接近4.6μm和5.2μm。目前大部分带间级联激光器生长在GaSb衬底上,而睿创团队报道的带间级联激光器生长在InAs衬底上,波导包层由InAs/AlSb超晶格和高掺杂的InAs层构成。相比于常见的GaSb基带间级联激光器,InAs基带间激光器在较长波长处(例如长于4.5μm)具有更低的阈值电流密度。(a)4.6μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在20℃-64℃之间连续激射光谱;(b)同一器件在20℃-64℃之间的连续电流-电压-功率曲线对于4.6μm波长的带间级联激光器,宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为292A/cm²;2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件的连续工作温度可达64℃,室温输出功率为20mW;在相近波长处为目前报道的最高连续工作温度。对于5.2μm波长的带间级联激光器,宽脊器件室温脉冲阈值电流密度为306A/cm²;2mm腔长和10μm脊宽的窄脊器件最高连续工作温度为41℃,室温输出功率为10mW;其中阈值电流密度在类似波长为报道的最低水平。相关论文“High-temperature continuous-wave operation of InAs-based interband cascade laser”和“InAs-based interband cascade laser operating at 5.17 μm in continuous wave above room temperature”分别发表于Applied Physics Letters 和IEEE Photonics Technology Letters。(a)5.2μm波长、2mm腔长、10μm脊宽的器件在15℃-41℃之间连续激射光谱;(b)同一器件在15℃-41℃之间的连续电流-电压-功率曲线带间级联激光器是基于能带工程和量子力学产生激射,技术含量很高并且研制难点众多,是国家纳米和量子器件核心技术的重要体现,目前和量子级联激光器(Quantum cascade laser,QCL)并列为重要的中红外激光光源,在环境监测、工业控制、医疗诊断和自由空间通信等领域具有重要的应用价值和科学意义。带间级联激光器的原始概念由美国俄克拉荷马大学的杨瑞青教授(Rui Q. Yang)于1994年首次提出,目前基本上都采用近晶格匹配的InAs/GaSb/AlSb三五族材料体系来构造,有源区大多为InAs/GaInSb二类量子阱,其能力可覆盖从中红外到远红外的波长范围。带间级联激光器结合了传统半导体二级管激光器和量子级联激光器的优势,与同样能覆盖中红外波段的量子级联激光器相比,具有更低的阈值功耗密度和阈值电流密度,这种极低功耗的优势在一些需要便携和电池供电设备的应用中显得非常重要。目前全球带间级联激光器市场仍由国外企业占据主导地位,国内仍处于产业发展的初始阶段。本文报道的这两项工作标志着睿创光子在带间级联激光器的外延设计和器件制备等多个方面同时达到了较高的技术水平,成为掌握高性能带间级联激光器技术的企业。该工作也为后续单模可调谐的DFB带间级联激光器的研发和量产打下了坚实的基础。睿创光子(无锡)技术有限公司是烟台睿创微纳技术股份有限公司的控股子公司,聚焦III-V族光电子器件、硅基光电子器件等光子芯片技术研发与产业化。
  • 中国科学家创制全波段相位匹配晶体
    激光是20世纪人类最重大的发明之一,60多年来,13项诺贝尔奖与激光技术密切相关。非线性光学晶体可用来对激光波长进行变频,从而扩展激光器的可调谐范围。近期,我国科学家成功创制了一种新型非线性光学晶体——全波段相位匹配晶体,为整个透光范围内实现双折射相位匹配提供了新思路。   该研究由中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心潘世烈团队完成,相关成果于近期在国际学术期刊《自然-光子学》在线发表。   非线性光学晶体是获得不同波长激光的物质条件和源头。在晶体中实现应用波段相位匹配被普遍认为是重要的技术挑战之一,决定最终激光输出的功率和效率。目前有多种技术方案可供选择,其中利用晶体各向异性的双折射相位匹配技术是应用最广泛的弥补相位失配的有效途径。该方案转换效率高,但现有晶体均存在相位匹配波长损失,即可用晶体紫外截止边和最短相位匹配波长的差值表征。   团队前期在特邀综述(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 20302-20317)中提出关于非线性光学晶体一种理想状态的假设,即在基于双折射相位匹配的非线性光学晶体中,是否可以实现“紫外截止边等于最短匹配波长”的理想状态?近期,该团队创制了一类新非线性光学晶体,即全波段相位匹配晶体。该类晶体基于应用广泛的双折射相位匹配技术,且可以实现对晶体材料透过范围内任意波长的相位匹配。该研究揭示了全波段相位匹配晶体的物理机制,并以此为指导获得一例非线性光学晶体(GFB)。基于晶体器件实现了193.2-266 nm紫外/深紫外激光输出,该材料193.2 nm处晶体透过率
  • 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。
  • 滨松成功研发只有桌子尺寸大小的高功率、高重复频率激光器
    滨松光子学株式会社(静冈县滨松市,董事长:昼马 明 ,以下简称“滨松光子学(株)”)将传统泵浦用半导体激光器的功率提高了三倍,并优化了放大器的设计 ,成功开发了只有桌面尺寸大小,可以产生1焦耳(以下,j)的高能量、300赫兹(以下,hz)高重复频率的功率激光器。一般的激光器的输出功率与设备的尺寸、重复频率成正相关关系,而该课题实现了小型却高功率、高重复频率的激光器。本产品的诞生,通过去除细小的污垢的激光清洁来提高了传统加工的生产效率,同时,期待它在金属材料的激光成形、延长金属器件的使用寿命的激光喷丸等方面的新应用。该产品的开发是内阁办公室主导的综合科学技术与创新研发推进项目(impact)的一部分,是佐野雄二负责的“普及功率激光器以实现安全、安心、长寿社会”研发项目的一环,由滨松光子学(株)中央研究所产业开发研究中心副所长川嶋利幸等人开发,而且今后我们也将继续推进研究成果的产品化。此外,该新研发的产品将于11月1日(星期四)起连续3天在actcity滨松(滨松市中町区)举行的滨松光子综合展“2018photon fair”上展出。<关于功率激光器>功率激光器主要由振荡器和放大器组成。 振荡器由泵浦用半导体激光器、激光介质、全反射镜、输出镜和光开关组成,放大器由泵浦用半导体激光器和激光介质组成。 由振荡器发出的激光通过放大器时,从三种高能量状态(激发状态)的三段激光介质接收能量实现高功率输出。功率激光器的结构<新产品概述>该产品搭载了最新研发的泵浦用半导体激光器,虽然只有桌子尺寸大小,但却是可以产生1j的高脉冲能量且300hz的高重复频率的功率激光器。滨松光子学(株)已经开始制造并销售300hz的重复频率下输出功率为100w的泵浦用半导体激光器。此次,结合公司独有的晶体生长技术和镀膜技术,将传统泵浦用半导体激光的功率提高到世界最高水平300w,同时放大器在激光介质的长度和横截面积上下功夫,并采用具有提高冷却效率的放大器,解决了由于热问题导致激光介质损坏或破坏的问题,成功输出了传统放大器的3倍能量。这是因为放大器采用了新的散热设计,提高了激光的放大效率。此外,由于采用半导体激光器作为泵浦光源,具有高于市面上销售的氙灯泵浦脉冲激光器约10倍的光电转换效率,约100倍的泵浦光源的寿命。通过控制零部件的数量,成功实现了器件的稳定输出、小型以及低成本。一般激光器的功率与设备的尺寸、重复频率成正相关关系,但本产品却实现了小型而又高功率和高重复频率的特性。利用该产品,可以对附着于材料上的小污垢进行激光清洁,以提高传统加工的生产效率。此外,我们也期待脉冲激光器在工业领域的新应用,如飞机的金属材料等可以在不使用模具的情况下进行变形加工完成激光成形,以及通过激光喷丸来提高金属器件的使用寿命等。<研发背景>激光在金属材料的钻孔、焊接、切割等方面有着广泛地加工用途,为了提高生产效率,光纤激光器和co2激光器等各种各样的激光都在朝着高功率的方向发展。激光分连续输出一定强度激光的cw(continuous wave)激光和短时间内重复输出激光的脉冲激光,目前cw激光是激光加工领域的主流。另一方面,脉冲激光不同于cw激光,它正在朝着新型激光加工的应用方向发展。采用半导体激光器作为泵浦光源的功率激光器,它具有高功率、高重复频率的特性,但因为半导体激光器价格昂贵很难推向产品的实用化,而市场上销售的j级脉冲激光器上使用的泵浦光源多采用氙灯光源,对激光器内部有严重地热影响,因此重复频率只能限制在10hz左右。像这样,为了进一步提高生产效率,同时扩大用途,对小型且可以发出高功率、高重复频率脉冲激光的激光器的需求日益增加。主要规格<委托研究信息>此研究成果,是通过以下的科研课题项目得到的。内阁办公室创新研发推进项目(impact)项目负责人:佐野雄二研发项目:普及功率激光器以实现安全、安心、长寿社会研发课题:开发高功率小型功率激光器研究负责人:川鸠利幸(滨松光子学株式会社 中研研究所 产业开发研究中心 中心副主任)研发时间:2015年~2018年本研究开发课题是致力于开发桌子大小、高功率、高重复且稳定性高的脉冲输出的功率激光器。<项目负责人佐野熊二的评论>“普及功率激光器以实现安全、安心和长寿的社会”的impact计划,推动了大功率脉冲激光器的小型化、简化和高性能的发展,这对于探索最先进的科学和工业是不可缺的,同时,我们也正在推进相关基础技术和应用技术的开发,旨在提供可以随时随地使用,具有高稳定性的廉价激光器,向工业领域的创新努力。此次,滨松光子学(株)的开发团队采用了自有的先进半导体激光器作为泵浦高能脉冲激光器的光源,通过优化激光器件,以低价格实现前所未有的小型、高功率、高重复的激光设备。从限制成本和生产效率的角度来看,在我们之前放弃引入激光设备的领域,也期待会有更多的应用。功率激光器设备的结构 功率激光器设备外观
  • 可伐-玻璃组装式(无吹制)氦氖激光器研制成功并批产
    据悉,镭测科技公司经过7年的研发,在国内首次研究成功可伐-玻璃组装式的氦氖激光器,并实现批量生产。这一成果终结了我国50年靠玻璃吹制氦氖激光器的历史,有力推动我国高端激光仪器的发展。  清华大学教授、镭测科技公司顾问张书练表示,氦氖激光器是气体激光器的一种,是气体激光器中最先研发问世的产品类型。氦氖激光器是以中性原子气体氦和氖为工作物质、由放电管和光学谐振腔构成的激光器,可输出连续激光。氦氖激光器工作在可见光与红外光频段,可输出绿光543.5nm、红光632.8nm、红外光1.15μm和3.39μm等多种波长。其中,红色波长632.8nm在氦氖激光器家族中有独一无二的品质,应用最广泛。波长632.8nm氦氖激光束质量高、光束横截面上光强度非常接近完美的高斯分布,非常小的发散角,传播百米后光斑直径还保有几毫米大小;输出功率稳定,噪声非常低;有天然的频率(波长)稳定点,波长稳定性可以非常高,可以做到1小时时间内632.8nm仅漂移百万甚至亿分之一;造价低,可靠性高,一致性好互换性强等。  张书练指出,氦氖激光器在仪器仪表、精密测量方面应用广泛,无可替代。国内外的单频干涉仪,双频干涉仪,面型干涉仪,测振仪,椭偏仪,激光陀螺仪等都采用氦氖激光器做光源,这些仪器是精密机床、光刻机、航空、航天、机械和光学加工,薄膜技术等领域精度的保证。我国这些产业向高端发展的速度加快,市场对相关仪器的需求将持续增长,将会拉动我国对可伐-玻璃组装式的氦氖激光器需求规模不断扩大。  根据某研究中心发布的《2022-2026年氦氖激光器行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,2021年,全球氦氖激光器市场规模约为0.74亿元;预计2021-2026年,全球氦氖激光器市场将以4.2%左右的年均复合增速增长,到2026年市场规模将达到0.91亿元左右。在全球市场中,氦氖激光器生产商主要有美国Lumentum Operations、美国Melles Griot(被Pacific Lasertec收购)、美国Thorlabs、美国Excelitas Technologies、德国Lasos、德国Phywe、日本Neoark。  张书练表示,多年来,我国依赖玻璃吹制技术生产氦氖激光器(管),激光器之间一致性较差,稳定性不佳,不能达到各类激光仪器的应用要求。过去几十年,虽然国内也有对可伐-玻璃组装式(无吹制)氦氖激光器进行了研究,但没有坚持下来,也曾引进了一条国外(装配)生产线,运行几年,终因没有自己元器件供应链,没有自己的工艺被迫停产。激光仪器仪表仪器装配的氦氖激光器都从国外购买,因为容易频率突跳或不出双频振荡,淘汰率很高。  镭测科技自主研发的可伐-玻璃组装式的氦氖激光器用已成批用于双频激光干涉仪上和光刻机的失效激光器替换。用作双频激光器时,激光功率可以达到1.3mW以上,激光频率差可选定3MHz、7MHz、10 MHz、20 MHz,或更大,这是国内外以前没有实现的。此外,之前,不论是单频还是双频激光干涉仪,国产还是国外购买,各型号都有几纳米甚至十几纳米的非线性误差,可伐-玻璃组装式的氦氖激光器作光源的双频激光干涉仪非线性误差不大于1纳米。
  • 聚焦半导体激光器,华光光电获兴证资本投资
    9月29日,兴证创新资本发布消息称,兴证资本旗下基金近日完成了对山东华光光电子股份有限公司(以下简称“华光光电”)的投资,投资细节未披露。华光光电成立于1999年,是国内规模较大的半导体激光外延材料生长、芯片制备及器件封装为核心产品的高新技术企业。作为国内较早引进生产型MOCVD设备进行半导体激光器研发和生产的高新技术企业,华光光电拥有国内规模较大的激光外延片、芯片、器件、模组及应用产品一条龙生产线,产品从毫瓦级到千瓦级,波长覆盖紫光波段到近红外波段,多项成果达到世界领先水平,是国际上极少数具有研发实力、并能量产高功率半导体激光器芯片及器件的公司之一。随着研发实力的不断提升,华光光电自2008年以来,先后获批山东省重点实验室、山东省工程实验室、山东省工程技术中心、山东省企业技术中心、山东省协同创新中心等一系列省级研发创新平台、国家级企业技术中心,并在今年8月份凭借在半导体激光器领域的领先技术、行业专业定位及发展潜力等优势,获批2022年度国家级专精特新“小巨人”企业。
  • 新型激光器或成下一代以太网技术基础
    日本郎美通公司研究人员开发了一种新型的分布式反馈(DFB)激光器,并证明它可在创纪录的10公里距离内以200Gb/s(吉字节/秒)的速度传输数据。这项研究有助推进网络技术,使互联网数据中心能以前所未有的水平处理数据。郎美通公司将在3月5日至9日于美国加州圣地亚哥举行的光纤通信会议(OFC)上介绍这项新研究。研究人员称,这项研究有助于开发800G和1.6T以太网的下一代数据中心。特别是,新技术表明,具有集成分布式反馈(EA—DFB)激光器的电吸收调制器甚至可使用传统的PAM4(脉冲幅度调制)技术进行10公里的传输。随着通信流量的不断增加,人们越来越关注实施下一代以太网技术,如800G和1.6T以太网,以帮助数据中心满足不断增长的需求。尽管在当今的400G以太网中用于2公里传输的相同PAM4技术正在考虑用于800G,但需要新技术来实现数据中心区域之间互连的长距离数据传输。在这项新工作中,研究人员开发了EA—DFB激光器,以实现更长的传输距离。他们首先使用新激光器演示了在50℃下使用粗波分复用(CWDM)波段的225Gb/s PAM4的5公里传输。他们还使用激光完成了在1293.5纳米波段处225Gb/s PAM4的10公里传输。该波长的色散比分配给CWDM的波长范围要小,CWDM通常用于通过光纤同时发送多个光信号。色散会导致光信号下降,不利于较长距离的传输。在实验中,新激光器性能表现稳定。研究人员表示,EA—DFB是实现即将到来的800G以太网技术应用的有前途的光源。
  • 超材料制成高定向太赫兹激光器
    美国哈佛大学和英国利兹大学的一个联合研究小组最近演示了一种新型太赫兹半导体激光器,其发射的太赫兹光波准直性能与传统太赫兹光源相比显著改善。该激光器的研发成功,为太赫兹科技的应用打开了更广阔的领域。哈佛已经为此提交了一系列专利申请。这一进展发布在8月8日的《自然材料》杂志上。   新型太赫兹激光器突破了传统材料的限制,研究人员刻了一组亚波长光栅,直接加倍了超材料晶面的光流量,设备以3太赫兹(百亿赫兹)的频率发射光线(波长为100微米,在可见光谱中属于远红外线),大大降低了这些半导体激光器的散射角度,同时保持了光能的高输出功率。   这种超材料被直接嵌入光学设备的高吸收性砷化镓晶面上,在演示中能看到,人造光显示出深浅不同的微米光栅,各具不同的功能。浅蓝色的狭缝能将输出的激光功率加倍,导向并限定在晶体表面。   太赫兹射线(T—rays)能穿透纸张、衣物、塑料和其他一些材料,在探测隐匿武器和生物制剂方面非常理想,在做肿瘤成像检测时对人体无伤害和副作用,还能探测材料内部诸如断裂之类的缺陷,也可用于星际稀薄化学物质的高灵敏探测。   研究人员卡帕索表示,新的人造光学设备,从晶面上发出的激光器非常紧密,瞄准度非常高,高度凝聚使光能有效聚集,这是昂贵且笨重的传统透镜达不到的。   另一位研究人员林菲尔德说,新的太赫兹激光器还能用于海关探测非法药品,并能检验生产和存储的药物是否合格。这种超材料还能用作一种演示的工具,同时还具有一些神奇的潜在功能,如用来研发隐身斗篷、负折射和高解析图像。   研究的另一项重要意义就是这种超材料的光导作用。该设备产生的极强太赫兹光线,以直线光束导向激光晶面,这种超强的限定导向作用,还可应用于传感器和太赫兹光路。
  • 美利用超材料制成高定向太赫兹激光器
    美国哈佛大学和英国利兹大学的一个联合研究小组最近演示了一种新型太赫兹半导体激光器,其发射的太赫兹光波准直性能与传统太赫兹光源相比显著改善。该激光器的研发成功,为太赫兹科技的应用打开了更广阔的领域。哈佛已经为此提交了一系列专利申请。这一进展发布在8月8日的《自然材料》杂志上。   新型太赫兹激光器突破了传统材料的限制,研究人员刻了一组亚波长光栅,直接加倍了超材料晶面的光流量,设备以3太赫兹(百亿赫兹)的频率发射光线(波长为100微米,在可见光谱中属于远红外线),大大降低了这些半导体激光器的散射角度,同时保持了光能的高输出功率。   这种超材料被直接嵌入光学设备的高吸收性砷化镓晶面上,在演示中能看到,人造光显示出深浅不同的微米光栅,各具不同的功能。浅蓝色的狭缝能将输出的激光功率加倍,导向并限定在晶体表面。   太赫兹射线(T—rays)能穿透纸张、衣物、塑料和其他一些材料,在探测隐匿武器和生物制剂方面非常理想,在做肿瘤成像检测时对人体无伤害和副作用,还能探测材料内部诸如断裂之类的缺陷,也可用于星际稀薄化学物质的高灵敏探测。   研究人员卡帕索表示,新的人造光学设备,从晶面上发出的激光器非常紧密,瞄准度非常高,高度凝聚使光能有效聚集,这是昂贵且笨重的传统透镜达不到的。   另一位研究人员林菲尔德说,新的太赫兹激光器还能用于海关探测非法药品,并能检验生产和存储的药物是否合格。这种超材料还能用作一种演示的工具,同时还具有一些神奇的潜在功能,如用来研发隐身斗篷、负折射和高解析图像。   研究的另一项重要意义就是这种超材料的光导作用。该设备产生的极强太赫兹光线,以直线光束导向激光晶面,这种超强的限定导向作用,还可应用于传感器和太赫兹光路。
  • 阿秒激光器可为单个电子活动“摄像”
    据美国《大众科学》网站8月16日(北京时间)报道,一国际科研团队研制出一种新的阿秒级(1阿秒=10-18秒)激光器,当单个电子参与化学反应时,这种激光器或可为其“摄像”,这是迄今为止最高清、最快速的数据收集活动。一旦取得成功,新激光系统将对从基础化学到复杂的药物研究、化学工程学等领域产生巨大影响。相关研究发表在《自然光子学》杂志上。   该科研团队由澳大利亚、美国、欧洲的科学家组成。科学家们表示,拍摄下电子的“一举一动”并非易事,因为电子的运行速度非常快,在1.51阿秒内就能环绕一个氢原子核旋转一周。为了捕捉到正在活动的电子,人们需要一种能在阿秒层面上发送脉冲的激光器。   此前已有科学家研制出并演示了阿秒激光脉冲,但那些脉冲非常微弱,无法真正测量电子的动态,真正有用的阿秒激光器需要兼具高速度和强脉冲密度。新激光系统满足了这两个需求,并且只需简单的环境设置就可完成任务。   为了获得超强的激光脉冲,人们需要将不同频率的光波精确地混合在一起,使它们能互相加强。知易行难,因为很难让两种不同的激光束精确地同步。为了克服这个问题,科学家们构建了一套环境装置,让单束激光通过一个射束分离器,产生两束不同频率的激光。因具有相同来源,这两束激光能够实现同步。   科学家们还采用了其他辅助手段,让激光脉冲达到了阿秒规模的测量所必需的激光脉冲密度和持续时间。借此,人们能以前所未有的方式观察单个电子的活动。
  • 遇见“Prima”——德国PicoQuant全新推出多色激光器
    近日,在德国柏林最近的一次网络研讨会上,PicoQuant向大家展示了其最新的激光创新良心之作:独立的、全电脑控制的激光模块Prima。PicoQuant公司的产品经理Guillaume Delpont阐述了这款激光器的设计初衷:“许多科研人员在工作中都面临着同样的困难,那就是他们需要多个激发波长来研究他们的待测样品,而购买多个激光器又会变得非常昂贵。PicoQuant公司为了给科研人员面临的共同挑战提供解决方案,最终依托自身在激光开发方面长达25年的专业背景和研发实力,创造了Prima—— 一种经济实惠、紧凑的激光模块,可以发出红色、绿色和蓝色的脉冲激光。”Prima——三色皮秒脉冲激光器Prima是一款独立、紧凑、价格合理的激光模块,提供3个独立的发射波长,可以在皮秒脉冲和连续波(CW)模式下工作。皮秒脉冲可以由Prima模块的内部时钟触发,也支持高达200MHz的外部触发。该模块采用全电脑控制,操作非常简单:通过USB端口将Prima连接到PC端,所有操作参数的更改都可以通过一个方便的软件接口完成。 红、绿、蓝:三种最有用的波长Prima可以提供三种波长的激光:640nm、515nm和450 nm。每种颜色都可以单独输出,每次输出一个波长。 这三种颜色是材料科学、化学和生命科学中最常用的3种波长,广泛应用于光谱学或显微镜应用的常规激发,进行种类多样待测样品的研究,其中包括新型纳米材料、量子点、分子和荧光团。 Prima是一款几近完美的工具:当涉及到日常实验室任务时,能够满足您的大多数需求,如寿命或量子产率测量,光致发光和荧光测量等。 灵活多样的工作模式:脉冲、连续和快速开关模式在进行时间分辨或稳态测量的时候,无论您需要哪种类型的操作模式,Prima的灵活性都可以轻松实现。Prima同时也支持快速连续开关功能。脉冲模式支持内触发和外触发,内触发的重频率范围从100 Hz至200 MHz可调,外触发支持的重复频率范围从单次脉冲至200 MHz。 每个波长的平均输出功率高达5mW。在CW工作模式下,每个波长可以达到更高的平均输出功率(高达50 mW)。在CW工作模式下,进行ON和OFF状态切换的上升/下降时间小于3 ns。 恒定的重复频率可以通过内部触发来进行设置,Burst工作模式也可以由合适的外部触发源实现触发(例如,PicoQuant的Sepia PDL 828的振荡器模块)。您甚至可以将Prima与其他激光模块组合使用,从而实现更为复杂的激发模式,不仅包括Burst模式,还包括脉冲交替激发(PIE)或交替激光激发(ALEX)。 这使得Prima成为一个通用的工具,可以在许多环境中使用。 易于使用作为一个独立的激光模块,Prima不需要任何其他外部激光驱动对齐进行控制。其参数设置和操作通过一个基于成熟的Sepia的图形用户界面软件进行全电脑控制。
  • 高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制项目启动
    4月21日,中国科学院条件保障与财务局在光电研究院组织召开了国家重大科研装备研制项目&ldquo 高功率纳秒激光器及精密探测仪器研制&rdquo 实施方案研讨暨项目启动会。会议由副局长曹凝主持,中科院副秘书长吴建国出席了会议并讲话,院内外10多位专家和项目监理组成员参加了会议。   项目负责人、光电院副院长樊仲维代表项目组作了汇报。曹凝介绍了本次会议的目的和要求,宣布项目正式启动,项目监理工作同步开展。与会专家重点就项目实施方案、研制计划、管理措施以及知识产权保护等方面进行了深入研讨,提出了许多宝贵的意见和建议。   吴建国在项目启动会上提出了三点要求:一是科研装备要研以致用。在项目目标设定和研制过程中,要加强与用户的沟通,提前做好需求分析,加快研制周期,确保装备研制成功后得到真正应用。二是要提高关键部件的国产化率。项目单位要敢于挑战,深入分析,加强关键部件的自主研制,真正实现打破禁运的目的。同时,要通过制定鼓励优先使用自主研制装备的政策,加大设备的扶持推广使用力度,不断检验和提升仪器设备的性能和指标,从而提升我国重大装备研制的自主创新能力。三是要多快好省,保质保量完成研制任务。要加强项目过程管理,充分发挥技术专家组和监理组的作用,及时发现问题并找到解决措施,全力攻关,力争实现项目资金使用效益最大化。
  • 科学家刷新纳米线激光器波长调谐纪录
    在国家自然科学基金纳米科技重大研究计划的重点项目等支持下,湖南大学教授邹炳锁领导的纳米光子学小组与美国亚利桑那州立大学教授宁存政领导的纳米光子学小组合作,成功演示了调谐范围从500到700纳米范围调谐的半导体激光芯片,创下了一个新的纳米线激光器调谐范围的世界纪录。相关文章发表在最近一期的《美国化学会杂志》上。   宽调谐的半导体激光器拥有许多从光谱技术、光通讯,到芯片原位的生物或分子检测的用途。但实现这样的激光器一直很困难,主要是外延生长的半导体微结构的晶格失配有限,不能大幅度成分调节,因而对半导体带边影响有限,而发光受制于半导体的带边,因此无法实现大范围调谐。邹炳锁领导的纳米光子学小组成员潘安练采用一维纳米结构生长技术,可以将晶格失配大部分驰豫掉或全部消除,这样,可能得到大范围成分调节的半导体纳米线或带。   纳米线沿一个方向布满整个基片,成分均匀变化,可以看到一个连续颜色可变的激光发射带。除了激射外,这样的合金半导体还可能在光伏太阳能电池、分子和生物检测等方面得到很大应用。   邹炳锁领导的团队近年一直致力于一维半导体纳米结构光子学研究,并在国内率先开展纳米线光波导和纳米激光器等方面的研究,处于国内领先和国际先进水平,在多功能半导体纳米结构光子学的研究上取得了多项重要的研究成果。如潘安练、邹炳锁等教授首次合成发光颜色可以在可见光波段可调的半导体合金纳米带和纳米线,率先实现光在纳米线内长程(百微米量级)光波导,实现了硫化镉纳米线常温下的受激发射现象等。小组成员陈克求教授、王玲玲教授等对一维波导理论的研究也取得了重要成果。该小组已有多篇论文在国际著名学术期刊上发表。
  • 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
  • 世界最大激光器:192束激光点燃人造太阳
    经过10余年设计制造、35亿美元投资,美国建成世界最大激光器   新浪科技讯 北京时间5月7日消息,据美国《连线》杂志网站报道,在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火设施(NIF)的科学家,希望利用192个激光器和一个由400英尺长的放大器及滤光器阵列构成的装置,制造出一个像太阳或者爆炸的核弹一样的自维持聚变反应堆(self-sustaining fusion reaction)。最后一批激光器安装完毕后,《连线》网站记者参观了这个点火设施。观看看世界上最先进的科学设备。   1.美国“国家点火装置”   这个大部头看起来可能很像迈克尔贝执导的《变形金刚》中的人物,但是这个大型机器很快就会成为地球上的恒星诞生地。   美国“国家点火装置” 位于加州,投资约合24亿英镑,占地约一个足球场大小。科学家希望该激光器能模仿太阳中心的热和压力。“国家点火装置”由192个激光束组成,产生的激光能量将是世界第二大激光器、罗切斯特大学的激光器的60倍。2010年,192束激光将被汇聚于一个氢燃料小球上,创造核聚变反应,打造出微型“人造太阳”,产生亿度高温。   2.庞大的靶室    庞大的靶室   在庞大的靶室里,192束激光束进入直径是33英尺的蓝色真空室,在那里跟一个胡椒瓶大小的目标物相撞。然后这些光束会以动力较低的红外线的形式,从该仪器的不同部位出来,这个部位跟DVD播放器的内部结构类似。接着激光经过一系列复杂的放大器、过滤器和镜子,以便变得足够强大和精确,可以产生自维持聚变反应堆。   3.包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球    包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球   这个铍球包含放射性氢同位素、氘和氚。科学家将利用这个系统的192个激光器产生的X射线轰击它。核子熔合的关键是有足够的能量把两个核子熔合在一起,在这项实验中用的是氢核子。由于把两个核子分开的斥力非常强,因此这项任务需要利用极其复杂的工程学和特别多的能量。   例如,在光束进入真空室(包含图片上方的目标物)之前,激光必须通过巨大的合成水晶,转变成紫外线。发射到真空室里的光束会进入一个被称作黑体辐射空腔(hohlraum)的豆形软糖大小的反射壳(reflective shell)里,光束的能量在这里产生高能X射线。从理论上来说,X射线的能量应该足以产生可以克服电磁力的热和压力,这样核子就能熔合在一起了。电磁力促使同位素的核子分开。   4.靶室顶部的起重机和气闸盖    靶室顶部的起重机和气闸盖   在第一张照片的靶室顶上,是用来把底部仪器放入真空室的起重机和气闸盖。如果这个仪器产生作用,它将成为未来发电厂的前身,将提高科学家对宇宙里的力的理解。当常规核试验被禁止的时候,它还有助于我们了解核武器内部的工作方式。   5.精密诊断系统    精密诊断系统   激光束将被发射到精密诊断系统里,以在它进入靶室以前,确定它能正常工作。   6.激光间    激光间   在激光间(laser bay)里眺望,会看到国家点火设施的激光间2号向远处延伸超过400英尺,激光在从这里到达靶室的过程中,会被放大和过滤。过去35年间,科学家在劳伦斯利弗莫尔国家实验室建设了另外3个激光熔合系统,然而它们都不能生成足够达到核子熔合的能量。第一个激光熔合系统——Janus在1974年开始运行,它产生了10焦耳能量。第二项试验在1977年实施,这个激光熔合系统被称作Shiva,它产生了10000焦耳能量。   最后一项实验在1984年实施,这个被称作Nova的激光熔合项目产生了30000焦耳能量,这也是它的制造者第一次相信通过这种方法可以实现核子熔合。国家点火设施科研组制造的这个最新系统有望产生180万焦耳紫外线能量,科学家认为这些能量已经足以在劳伦斯利弗莫尔国家实验室里产生一个小恒星。   7.磷酸盐放大玻璃    磷酸盐放大玻璃   国家点火设施包含3000多块混合着钕的磷酸盐放大玻璃,这是在熔合试验中用来增加激光束的能量的一种基本材料。这些放大玻璃板隐藏在密封的激光间周围的围墙里。   8.技术人员在激光间里安装光束管    技术人员在激光间里安装光束管   技术人员在激光间里安装光束管,激光通过这些管会进入调试间。激光在调试间里会被重新改变运行路线,并重新排列,然后被输送到靶室里。   9.紧急停运盘    紧急停运盘   在整个国家点火设施里,标明激光位置的紧急停运盘(emergency shutdown panels),可在激光发射时,为那些在错误的时间站在错误的地方的科学家和技术人员提供安全保障。   10.光导纤维    光导纤维   光导纤维(黄色电缆部分)把低能激光传输到能量放大器里。然后在通过混有钕的合成磷酸盐的过程中,利用强大的频闪放电管放大。   11.能量放大器    能量放大器   能量放大器隐藏在天花板上的金属覆盖物下面,它含有可增大激光能量的玻璃板。在激光刚刚进入放大玻璃前,灯管把能量吸入玻璃里,接着激光束会获得这些能量。   12.可变形的镜子    可变形的镜子   可变形的镜子隐藏在天花板上覆盖的银膜下面,这种镜子是被用来塑造光束的波阵面,并弥补它在进入调试间前出现的任何缺陷。每个镜子利用39个调节器改变镜子表面的形状,纠正出现错误的光束。你在照片中看到的电线是用来控制镜子的调节器的。   13.激光放大器    激光放大器   激光束在进入主放大器和能量放大器前,较低前置放大器会放大激光束,并给它们塑形,让它们变得更加流畅。   14.便携式洁净室    便携式洁净室   科学家利用一个独立的便携式洁净室(CleanRoom)运输和安置能量放大器和其他元件,这个洁净室就像用来装配微芯片的小室。   15.能量放大器    能量放大器   每个能量放大器都被安装在洁净室附近,然后利用遥控运输机把它们运输到梁线所在处。   16.技术人员校对能量放大器    技术人员校对能量放大器   从照片中可以看到,能量放大器在被放入梁线以前,技术人员正在对它进行校对。   17.模仿NASA的主控室    模仿NASA的主控室   照片中的主控室看起来跟美国宇航局的任务控制中心很相似,这是因为前者是模仿后者建造的。国家点火设施并不是利用这个主控室把火箭发射到外太空,而是设法通过激光,利用它把恒星的能量(核子熔合)带回地球。   18.光束源控制中心    光束源控制中心   光束源控制中心即已知的主控振荡器室,看起来跟数据中心(Server Farm)很像,但是这个控制中心不是利用电脑,而是安装了一排排架子。光束通过光纤前往能量放大器的过程中,看起来就像网络供应商使用的网络。   19.国家点火设施的激光源    国家点火设施的激光源   国家点火设施的激光是从一个相对较小、能量较低,并且比较呆板的盒子里发射出来的。这个激光器呈固体状态,跟传统激光指示器没有多大区别,不过它们发射的光波波长不一样,前者是红外线,后者是可见光。   20.高能灯管    高能灯管   高能灯管(flashlamps)跟照相机里的灯管一样,但是前者的体积超大,它可以用来激发激光。每束光束刚产生时,强度仅跟你的激光指示器发出的激光强度一样,但是它们在二十亿分之一秒内,强度就能曾大到500太拉瓦,大约是美国能量输出峰值时功率的500倍。   这一结果是能实现的,因为该实验室里拥有巨大的电容器,里面储存了大量能量。这个电容器非常危险,当它充电后,这个房间将被封闭,禁止任何人靠近,以免出现高压放电现象,伤着来访的人。   国家点火设施的外面看起来很像《半条命(Half-Life)》的拍摄现场,这种普通的外观掩饰了在里面进行的历史性科学研究。(孝文) 英刊揭秘世界最强激光产生过程(组图)   导读:2009年4月,耗资达35亿美元的美国“国家点火装置”(NIF)正式开始进行相关实验,并计划于2010年最终实现聚变反应。届时会将192束激光同时照射在一个微小的目标上,是迄今世界上性能最强大的激光装置。英国《新科学家》杂志网站13日撰文揭秘世界最强激光产生过程。以下为全文:   “国家点火装置”是美国国家核安全管理局(NNSA)的库存管理计划的关键环节。在受控实验室条件下,“国家点火装置”将进行聚变点火和热核燃烧实验,实验结果将为NNSA提供相关武器生产条件的实验手段。这些条件对NNSA在不开展地下核试验的条件下评估并验证核武库的工作至关重要。“国家点火装置”实验将研究武器效应、辐射输运、二次内爆和点火相关的物理学机理,并支持库存管理计划继续取得成功。“国家点火装置”是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统,用于在实验室条件下实现人类历史上的第一次聚变点火。192束矩形激光束将在30英尺的靶室中实现会聚,其中靶室内含有直径为0.44厘米的氢同位素靶丸。发生聚变反应时,温度可达到1亿度,压力超过1000亿个大气压。   以下是“国家点火装置”产生最强激光的几大步骤:   1、安装球形外壳      安装球形外壳   为了产生聚变所必须的高温和高压,“国家点火装置”将汇聚其所有192束激光束同时射向一个氢燃料目标之上。“国家点火装置”呈球形(如图所示),直径约为10米,重约130吨。装置内有一个目标聚变舱,点火实验就发生于目标聚变舱内。整个球体由18块铝材外壳拼接而成,每块外壳均约10厘米厚。球体外壳上正方形窗口就是激光束的入口,而圆形窗口则是用来安装和调节诊断装置,诊断装置共有近100个分片。   2、用调节器调整靶位      用调节器调整靶位  这是目标聚变舱内部的照片。激光束通过外壳上的入口进入目标舱,把将近500万亿瓦特的能量瞄准于位置调节器的尖端。图中右侧的长形带有尖端的物体就是位置调节器,每次实验的目标氢燃料球就置放于尖端之上。当所有激光束全部投入时,“国家点火装置”将能够把大约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦到小小的目标氢燃料球之上,它比此前任何激光系统所携带能量的60倍还要多。当激光束的热和压力达到足以熔化小圆柱目标中氢原子的时候,所释能量要比激光本身产生的能量更多。氢弹爆炸和太阳核心会发生这类反应。科学家相信,总有一天通过核聚变而不是核裂变会产生一种清洁安全的能源。   3、将燃料放入燃料舱(圆柱体)      将燃料放入燃料舱(圆柱体)   进入“国家点火装置”的所有192束激光束都将被引向图中这个铰笔刀大小的圆柱体。该圆柱体中将装有聚变实验所使用的目标燃料,目标燃料就是约为豌豆大小的球状冰冻氢燃料。实验时,激光束将通过各自窗口进入目标舱内,从各个方向压缩和加热氢燃料球,希望能够产生自给能量的聚变反应。曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的。近年来,科学家找到了一些点燃热聚变反应的方法,美国研究人员找到的方法是利用高能激光。虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术,但从已完成的实验效果看,激光技术是目前最有效的手段。除激光外,利用超高温微波加热法,也可达到点燃核聚变的温度。   4、压缩并加热燃料      压缩并加热燃料   所有激光束进入这个金属舱内部时,他们将产生强烈的X光线。这些X光线不仅仅可以把豌豆大小的氢燃料球压缩成一个直径只有人类头发丝截面直径大小的小点,它还能够将其加热到大约300万摄氏度的高温。尽管激光的爆发只能持续大约十亿分之一秒,但物理学家们仍然希望这种强烈的脉冲可以迫使氢原子相互结合形成氦,同时释放出足够的能量以激活周围其他氢原子的聚变,直到燃料用尽为止。在激光点火装置内,一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后,将变成一束功率巨大的激光束。然后,研究人员再将该激光束转变为192束单独的紫外线激光束,照向目标反应室的聚变舱中心。当激光束照射到聚变舱内部时,瞬间产生高能X射线,压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂,直到引起燃料内部的核聚变,从而产生巨大能量。   5、用磷酸二氢钾晶体转换激光束      用磷酸二氢钾晶体转换激光束   激光束在进入目标舱内之前,必须要先由红外线转换成紫外线,因为紫外线对加热目标燃料更为有效。激光转换过程必须要使用磷酸二氢钾晶体。图中的这块磷酸二氢钾晶体重约360公斤。首先将一粒籽晶放入一个高约2米的溶液桶中,经过两个月的培养才可形成如此巨型的晶体。然后将晶体切割成一个个截面积约为40平方厘米的小块。“国家点火装置”共需要大约600多块这样的晶体小块。“国家点火装置”将被用于一系列天体物理实验,但是,它的首要目的是帮助政府科学家确保美国“老年”核武器的可靠性。“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出,1997年正式开始建设。(刘妍)
  • 我国成唯一制造实用深紫外全固态激光器的国家
    由中科院承担的深紫外固态激光源系列前沿装备日前通过验收,我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。   &ldquo 这是我国自主研发高精尖仪器的一个成功范例。&rdquo 9月6日,由中科院承担的国家重大科研装备研制项目&mdash &mdash &ldquo 深紫外固态激光源前沿装备研制项目&rdquo 通过验收,验收委员会给出了如是评价。   该系列前沿装备中的深紫外非线性光学晶体与器件平台、深紫外全固态激光源平台,以及基于这两个平台研制的8台新型深紫外激光科研装备各项既定目标全面完成,使我国成为世界上唯一能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。   中科院院长白春礼表示,该项目是中科院相关研究所和科学家在长期科研工作积累的基础上,协同攻关、自主创新取得的重要成果,也是中科院近年来&ldquo 致力重大创新突破、服务创新驱动发展&rdquo 的具体体现。   开启深紫外时代   项目从一个晶体开始。   这是一种名为氟硼铍酸钾(KBBF)的晶体。上世纪90年代初,在发现硼酸盐系列非线性光学晶体后,中科院院士陈创天的研究团队经过10余年努力,在国际上首先生长出大尺寸KBBF晶体。   KBBF晶体是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性光学晶体,是在非线性光学晶体研究领域中,继硼酸钡、三硼酸锂晶体后的第三个&ldquo 中国产&rdquo 非线性光学晶体。   深紫外非线性光学晶体问世后,如何将其研制成实用化、精密化激光源,则成为一个棘手的问题。   KBBF晶体是层状结构,难以切割,而要做到深紫外倍频又必须切割。为此,陈创天携手激光技术专家、中国工程院院士许祖彦,开始摸索解决办法。   &ldquo 当时中国大陆还没有这方面的实验装置,我们不得不跑到香港科技大学,借用他们的实验室。&rdquo 许祖彦回忆说,两个人窝在实验室里,每天工作到深夜一两点,终于搞出了KBBF棱镜耦合器件。   该器件在国际上首次实现了1064nm激光的6倍频输出,将全固态激光波长缩短至177.3nm,首次将深紫外激光技术实用化、精密化,并已获中、日、美专利。   之后两人密切配合,在国际上首次实现KBBF晶体倍频输出深紫外激光,并最终发展出实用化的深紫外固态激光源(DUV-DPL)。   从此,中国开启了深紫外的时代。   从激光源到8台装备   DUV-DPL的研制成功,不仅使得我国激光科技研究突破了200nm以内的&ldquo 深紫外壁垒&rdquo ,实现了实用化、精密化,还极大推进了我国科研人员在激光科技研究领域的继续深入。   许祖彦形容自己的工作是&ldquo 二传手&rdquo ,&ldquo 跟上游讨论晶体该长成什么样,向下游询问要什么样的激光&rdquo 。   他花了一年多时间,跑了二三十个实验室,&ldquo 推销&rdquo DUV-DPL。   深紫外波段(指波长短于200nm的光波)科研装备目前主要使用同步辐射和气体放电等非相干光源。相对于同步辐射而言,在体积方面,配有KBBF晶体棱镜耦合器件的全固态激光器体积变得很小 在能量分辨率方面,比同步辐射提高5~10倍以上 在光子流密度方面,提高了3~5个量级。   2007年年底,财政部专门设立&ldquo 深紫外固态激光源前沿装备研制&rdquo 项目,对搭建深紫外非线性晶体和器件研制平台、深紫外固态激光器研发平台,以及研制8台新型DUV-DPL科学仪器,予以专项支持。陈创天、许祖彦担任项目首席科学家。   &ldquo 为使仪器保持领先,科研人员必须不断调整技术方案。为此,总体部还设立了一个工程监理部,这在国内的科研项目中很少见。&rdquo 项目总体部总经理、中科院理化所研究员詹文山说。   这样一来,经常要&ldquo 推倒重来&rdquo 。身为&ldquo 二传手&rdquo 的许祖彦深有体会:在5年多的时间里,满足了仪器研制人员变更技术方案的多项技术要求,解决了光源与8台仪器对接的工程问题。   打造自主创新链   如今,这8台科学仪器已经在石墨烯、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等研究中获得了重要结果。   以深紫外激光光发射电子显微镜(PEEM)为例,目前国际上最先进的光发射电子显微镜空间分辨率最高为20nm,而采用全固态激光器后能提高到3.9nm。中科院大连化物所利用这台仪器开展了石墨烯/Ru(0001)表面插层反应原位观测,为石墨烯等光电子材料发展和应用提供了强有力的研究手段。   詹文山透露,目前2mm以下的KBBF晶体已可小批量生产,满足国内市场需求。8台科学仪器中,PEEM正在逐步进行产业化尝试。   &ldquo 晶体&mdash 光源&mdash 装备&mdash 科研&mdash 产业化,深紫外固态激光源前沿装备研制项目打造了一条自主创新链,涵盖了从提出原创科学思想到实现应用成果这一完整的科学价值链,为学科交叉面广、跨度大、探索性和工程性很强的原创性重大科研装备创新积累了经验,也为中科院各业务管理单元合理分工、深度融合、协力创新提供了典型样本。&rdquo 白春礼评价道。   &ldquo 这仅仅是深紫外波段仪器应用的开始。&rdquo 许祖彦透露,项目二期将从物理、化学、材料拓展到信息、资环、生命等领域,开展6台国际领先水平的仪器设备研制工作,继续推动深紫外技术的深度开发。   同时,在一期任务顺利完成基础上,去年中科院理化所联合北京中科科仪等单位,在科技部支持下启动了深紫外仪器设备产业化开发工作,逐步将研制成功的深紫外仪器设备推向市场。
  • 三项激光器/激光相关设备国标征求意见 涉及紫外、可见、红外光谱范围元件
    p   日前,全国光学和光子学标准技术委员会电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)秘书处发布关于征求《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》等3项国家标准(征求意见稿)意见的通知。 /p p   根据通知内容,由全国光学和光子学标准技术委员会、电子光学系统分技术委员会(SAC/TC103/SC6)负责归口的《激光器和激光相关设备光腔衰荡高反射率测量方法》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》、《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分:红外光谱范围内的元件》等3项国家标准已完成,现公开征求意见,截止日期11月17日。 /p p    span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 近年来随着薄膜沉积技术的发展,光学薄膜,尤其是广泛应用于大型高功率激光装置、干涉引力波探测、激光陀螺、腔增强和腔衰荡光谱测量中的高反射薄膜的性能获得了极大的提高。激光光学系统中需要用到一些反射率很高(高于99.9%甚至99.99%)的反射元件,必须精确测量其反射率(测量重复性精度达到0.001%甚至更低)。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai"   strong   /strong a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319778323438.rar" target=" _blank" strong 1.《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /span /p p   本标准规定了激光光学元件反射率的测量方法,适用于激光光学元件高于99%的反射率的精确测量。 /p p   基于光腔衰荡技术,本标准的测试方法和流程可实现激光光学元件的高反射率(大于99%,理论上可达100%)测量,且精度高、重复性和再现性好、可靠性高。特别是大于99.9%的反射率的准确测量对发展高性能反射激光元件具有重要意义。 /p p    span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 目前,激光应用领域越来越多,包括医疗、材料处理、信息技术和计量等等。激光器及激光系统一般要用到光学窗口、反射镜、分光镜和透镜等光学元件,为防止激光损伤,这些光学元件要禁得起激光系统高峰值功率/能量密度的技术要求,这对光学元件提出了更高的制造要求。另外,随着我国光学与光电子产业的迅猛发展,光学元件加工制造形成了相当的产业规模,在满足国内要求的同时,产品正在走向国际化。因此对此类光学元件标准化的要求越来越高。 /span /p p    a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319792051186.rar" target=" _blank" strong 2.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p   本部分规定了紫外、可见和近红外波段,波长从170nm至2100nm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件,包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件,透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p   本部分的发布可以填补我国用于紫外、可见和近红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时,通过规定优先的尺寸和公差,来减少元件的种类,通过标准化的规定,去除贸易壁垒,并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p    a title=" " href=" http://www.sac.gov.cn/gzfw/zqyj/201710/P020171023319805778591.rar" target=" _blank" strong 3.《激光器和激光相关设备-标准光学元件-第2部分:红外光谱范围内的元件》(征求意见稿)及编制说明 /strong /a /p p   本部分规定了近红外到中红外波段,波长从2.1mm至15mm光谱范围内的激光光学元件的要求。适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件,包括平面、平面球面和球面基片不包括镀膜后的光学元件,透镜和按规定设计由供应商提供的其它标准光学元件。 /p p   本部分的发布可以填补我国用于红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白 同时,通过规定优先的尺寸和公差,来减少元件的种类,通过标准化的规定,去除贸易壁垒,并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。 /p p   联系地址:北京市海淀区车道沟十号院科技一号楼 兵器标准化所 电光系统分标委秘书处 010-68962373 /p p   邮编:100089 /p p   联系电话:010-6896 2373 /p p   传 真:010-6896 3156 /p p   邮件地址: a href=" mailto:bzsbjw@126.com" bzsbjw@126.com /a /p
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