普及一下飛秒激光器與光纖激光器區(qū)別
發(fā)布時間：2021-01-29 11:14
光纖激光器以其小型化、便攜化、風(fēng)冷卻、低成本和穩(wěn)定性高等優(yōu)勢被認為是新一代的飛秒激光器，是光纖頻率梳的核心種子光源，光纖頻率梳已成為很多高端研究的基礎(chǔ)科學(xué)儀器，例如光鐘的頻率測量、引力波的測量、高精度絕對距離測量，導(dǎo)航定位以及時間頻率標(biāo)準(zhǔn)傳遞等。
在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議上做飛秒激光器原理切割加工方面的報告后，我經(jīng)常會被問到：飛秒激光器與光纖激光器區(qū)別是什么？
這是一個受普遍關(guān)注卻不是只言片語就能回答的問題，就像貌似簡單的玻璃為什么是透明的問題一樣。我們需要根據(jù)理論從原理上進行分析和闡述。在這里，我們指的飛秒激光是指脈寬為1-1000 fs（1 fs=10-15s）的激光，其它激光是指脈寬大于1000 fs（1 ps）的脈沖激光或連續(xù)激光。
激光加工過程中需要考慮激光的波長、能量（或功率）、脈寬、頻譜、脈沖頻率、偏振、相位等因素，同時還要考慮聚焦系統(tǒng)以及掃描速度和方向，被加工對象物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，甚至是物質(zhì)所處的環(huán)境條件如溫度和氣氛。脈寬是其中一個非常重要的具有普遍影響的激光參數(shù)。為簡單起見，下面的討論飛秒激光器與光纖激光器區(qū)別，只是脈寬不同的情形。飛秒激光也主要是指現(xiàn)在用得最多的鈦寶石以及Yb3+摻雜晶體和光纖激光器為主，波長在1 μm附近的近紅外的飛秒激光。
飛秒激光系統(tǒng)很貴
飛秒激光現(xiàn)在已開始用于切割、鉆孔、焊接、打標(biāo)、剝離、修復(fù)等加工領(lǐng)域，但應(yīng)用還不是很普遍。一方面是很多情形其它激光也用得很好，另一方面是飛秒激光很貴。飛秒激光的價格比長脈沖激光和連續(xù)激光要貴很多。其它參數(shù)相近的飛秒和皮秒激光有時也會相差幾十萬元。
以光纖激光頻率梳為核心的精密光譜源標(biāo)準(zhǔn)裝置的建立，不僅為我國國防、軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的紅外激光源提供精密的校準(zhǔn)測試服務(wù)，而且為將來便攜式激光跟蹤儀、小型化激光雷達等高新武器提供更精密的激光源。此外，光纖激光頻率梳的研究還可改進現(xiàn)有的全球定位系統(tǒng)、提高全球定位系統(tǒng)的精度，同時為戰(zhàn)略武器導(dǎo)航、全球通信、航空航天、探礦、救援等涉及國防安全的領(lǐng)域提供精確地的定位，使我國在該領(lǐng)域的工作徹底擺脫對國外的封鎖和限制，它的建立還可以將長度、時間和頻率等物理量統(tǒng)一到極高精度的標(biāo)準(zhǔn)，最終促成新一代全球定位系統(tǒng)的產(chǎn)生。
