激光器中的佼佼者超短脈衝激光器你知多少？

知識 07-23

OFweek激光網訊：隨著越來越多的企業舉身投入到工業激光器領域，加上工業激光器的尺寸在縮小，成本在降低，而規格參數卻在不斷擴大，超短脈衝激光器目前在工業激光器世界倍受矚目。在最近舉辦的慕尼黑光博會上，各種不同輸出規格的超短脈衝激光器令人耳目一新。

超短脈衝激光器：

激光器從運行上分為連續激光器和脈衝激光器。脈衝激光器是指單個激光脈衝寬度小於0.25秒、每間隔一定時間才工作一次的激光器，它具有較大輸出功率，適合於激光打標、切割、測距等。

隨著越來越多的企業舉身投入到工業激光器領域，加上工業激光器的尺寸在縮小，成本在降低，而規格參數卻在不斷擴大，超短脈衝激光器目前在工業激光器世界倍受矚目。在最近舉辦的慕尼黑光博會上，各種不同輸出規格的超短脈衝激光器令人耳目一新。

超短脈衝激光器被界定為脈衝長度小於1納秒或更短。眾所周知，激光器顯微加工要實現邊緣切割齊整，需要高性價比的產品，以及最關鍵的峰值功率強度。而這可以通過使用超短脈衝、超高脈衝、超小光斑尺寸或者綜合使用以上所有方式來實現。在這些條件達到最優的時候，即使在波長"透明"的材料中也能實現邊緣切割齊整的加工要求，而這幾乎與波長無關。確切機制是很複雜的，而且仍存在一些爭議，但確實能產出邊緣切割齊整的激光加工零部件，而極少甚至完全不需要後期加工處理。

激光器不同的連續波意味著激光燈總是亮著，對於超短脈衝激光器來說，激光燈亮的時間相對極短。

比如，如果一個激光脈衝是100飛秒，那該激光器的重複率是100Hz，則該激光器實際開動的時間要比關閉的時間少多個數量級。實事求是地說，可以將坐標系統轉換成我們人類容易理解的坐標系。如果100飛秒轉換成1秒，在第一個脈衝後大約3.5年會有第二個脈衝，或者從另一方面說，激光關閉的時間比開著的時間長1億倍。

超短脈衝原理：

調Q技術也叫做Q開關技術，是一種獲得高峰值功率、窄脈寬激光脈衝的技術。調Q技術的工作原理如下：在光泵浦初期設法將諧振腔的Q值調低，從而抑制激光振蕩的產生，使工作物質上能量粒子數得到積累。隨著光泵的繼續激勵，上能級粒子數逐漸積累到最大值。此時突然將諧振腔的Q值調高，那麼積累在上能級的大量粒子便雪崩式地躍遷到激光下能級，在極短的時間內將儲存的能量釋放出來，從而獲得峰值功率極高的激光脈衝輸出。

在普通激光器中加入調Q元件即構成調Q激光器。根據調Q元件所採用的介質及其工作方式的不同，調Q激光器可分為電光調Q、聲光調Q 、可飽和吸收調Q與機械轉鏡調Q四類。其中，電光調Q和聲光調Q是目前應用較為廣泛的調Q技術。

電光調Q是利用某些晶體所具有的線性電光效應實現Q值突變的，具有開關時間短、效率高、調Q的時刻可以精確控制、系統工作穩定、重複頻率高、輸出脈寬窄（10~20ns）、峰值功率高（幾十兆瓦以上）等優點。

聲光調Q是利用激光通過聲光介質中的超聲場時發生衍射效應，造成光束的偏折來控制諧振腔的損耗，從而實現Q值突變的。它具有性能穩定、重複頻率高（1~20kHz）、調製電壓低（一般