国内首台！百瓦毫焦光纤飞秒激光器

    来源：华日激光

近日，华日激光推出 LumiFemto HE 百瓦毫焦飞秒光纤激光器，是国内首台同时实现功率>100W 、单脉冲能量>1mJ 的光纤飞秒激光器。

该产品由武汉华日精密激光股份有限公司（简称“华日激光”）自主研发。2023年1月起，这家国内超快激光龙头企业订单量较去年同期大幅增长，营收保持20%的复合增长。

# 产品信息

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▲LumiFemto HE 百瓦毫焦飞秒光纤激光器（来自官微）


飞秒激光技术是一种先进的眼科治疗方式，可用于治疗多种眼部疾病，包括屈光不正，白内障和青光眼等，具有高精度、快速恢复和低并发症等优点，是目前眼科治疗领域的一种重要选择。
LumiFemto HE 飞秒激光器在100kHz的重复频率下，实现平均功率输出110W，脉冲宽度可低至 250fs 的超短脉冲输出，单脉冲能量>1mJ。该激光器全功率段，加工脉宽稳定无变化，是国内首次实现单纤突破毫焦的百瓦飞秒光纤激光器量产机，打破国外产品垄断局面。
较目前市面上现有的百瓦毫焦产品，LumiFemto HE 是目前国内单脉冲能量最大的飞秒光纤激光器，兼顾大单脉冲能量、窄脉宽（＜300fs）、高平均功率和高重复频率等特点，同时支持脉冲串或 GHz 脉冲串功能。     
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▲LumiFemto HE 具体测试数据（来自官微）

LumiFemto HE 激光器的应用领域包括：高速微纳切割和钻孔、显示面板切割、大幅面表面微结构、微电子领域、生命科学成像、光谱学领域和高次谐波以及阿秒脉冲的产生等。

# 研发背景
2023年10月，瑞典皇家科学院宣布将本年度诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和安妮·吕利耶（Anne L’ Huillier）三位科学家，以表彰他们在实验中产生阿秒激光脉冲并将其运用到物质中电子超快动力学的探测上。
阿秒光源的产生和应用使人们可以在原子尺度上捕捉电子的超快运动，为揭示微观量子世界的基本动力学过程提供了强有力的探测手段，同时它也催生了“阿秒物理”这一全新的研究领域。
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▲来自诺贝尔奖官网

值得一提的是，阿秒脉冲激光的产生依赖于“啁啾脉冲放大”技术：通过降低激光脉冲的频率并增加其强度，从而实现了对激光脉冲的压缩。产生激光超短脉冲的技术常称为锁模技术（mode locking)，在此基础上诞生了超短飞秒激光脉冲，在飞秒尺度(1×10^-15)的时间分辨率上，就可以观察到物质化学反应的中间过程。

目前市面上鲜有百瓦毫焦飞秒激光器，要实现大能量和高功率飞秒脉冲输出，主放大是关键，而主放大基本都是采用啁啾脉冲放大技术。

光纤啁啾脉冲放大由于结构简单，可以多级放大，光纤表面积体积比大，散热性能好，而且光纤的波导结构使得激光输出光束质量优异，但受限于光纤中非线性效应，光纤产生的单脉冲能量难以突破毫焦的瓶颈。随着平均功率的增加，有源光纤的热负荷急剧上升，热效应在减小模场面积的同时，会引发横模不稳定现象，这也是光纤难以实现大能量、高功率的难点所在。

针对上述光纤放大中的问题与难点，华日激光在多年高功率超快光纤激光研究的基础上，结合独有的结构设计，攻克了光纤放大过程中的非线性效应和横模不稳定两大技术难题，成功研发出 LumiFemto HE 百瓦毫焦飞秒激光器。


# 华日激光

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武汉华日精密激光股份有限公司成立于2003年，总部位于中国武汉，公司秉承“用激光工具改变生活”的愿景，致力于为全球用户提供稳定可靠的高端激光器产品和激光应用解决方案。

华日激光针对光医学市场推出的 Med 系列激光器，可用于多种眼科手术，激光器可以精确地调节激光功率和脉冲宽度，以保证手术的安全性和效果，同时针对多种电磁环境进行抗干扰设计，具备长期稳定运行的特点。该产品系列即将进入临床前期阶段，将对国产化飞秒激光器在眼科领域的应用将带来重大突破。

2014年，华日激光收购加拿大皮秒激光器公司Attodyne，成为首家成功并购国外超快激光器公司的中国企业。2017年，华日激光正式成立飞秒产品线，负责飞秒级超快激光器的产品研发和工程化。2021年，新加坡南洋理工大学和英国南安普顿大学光电子研究中心光电子专业博士陈少祥，回国加入华日激光，负责研发新型高功率大能量飞秒激光器，并承担重点项目“百瓦毫焦飞秒激光器”的研发工作。


申明
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