超短脈衝(chōng)激光(guāng)器的基(jī)礎知識(shí)

更新時(shí)間：2025-12-24

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什麼是超(chāo)短脈(mài)衝激(jī)光(guāng)器？

超短(duǎn)脈衝激(jī)光(guāng)器指(zhǐ)的是單(dān)脈衝(chōng)寬度（時(shí)間(jiān)範(fàn)圍）從(cóng)幾(jī)皮秒(miǎo)到(dào)幾飛秒的激光器(qì)。皮(pí)秒是一個時間單位，大約(yuē)是(shì)1萬億分之一秒(miǎo)。另(lìng)一方麵(miàn)，飛(fēi)秒也(yě)是(shì)時間單位之一(yī)，約為萬億(yì)分之(zhī)一秒的千分之一。

據說光的速度約(yuē)為(wéi)每秒(miǎo)30萬公(gōng)裏。然(rán)而，光(guāng)在1皮秒內(nèi)傳播的(dí)距離約為(wéi)0.3毫米，光在1飛秒內的距離約為0.3微米(mǐ)。

這表(biǎo)明超短(duǎn)脈(mài)衝(chōng)激光器(qì)的時(shí)間(jiān)跨(kuà)度非(fēi)常(cháng)短。脈衝是(shì)指(zhǐ)在(zài)短時(shí)間內發生顯(xiǎn)著(zhù)變化(huà)的信(xìn)號(hào)。

超短(duǎn)脈衝(chōng)激(jī)光器由於(yú)脈衝極(jí)短，對激光處(chǔ)理區周圍區域(yù)幾乎沒(méi)有熱(rè)效應。此外，它還能在(zài)多種(zhǒng)材料(liào)上進行高(gāo)質量激(jī)光加工(gōng)。

超短脈衝激光器(qì)的應(yīng)用(yòng)

超短(duǎn)脈衝(chōng)激光器(qì)具(jù)有高(gāo)峰值強度，由(yóu)於多光(guāng)子電離引(yǐn)起的非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)吸收，可以(yǐ)強吸收透明(míng)材料，或因(yīn)強(qiáng)電場(cháng)導(dǎo)致(zhì)隧穿(chuān)電(diàn)離。

然後，通過將飛秒(miǎo)激光(guāng)光聚(jù)焦(jiāo)在透(tòu)明(míng)材料內部，可以對(duì)材(cái)料(liào)內(nèi)部進(jìn)行三(sān)維(wéi)處理。

此(cǐ)外，加工材(cái)料(liào)可以(yǐ)從高(gāo)硬度鑽(zuān)石到低硬(yìng)度玻璃，軟(ruǎn)樹(shù)脂(zhī)，復合材(cái)料，石英(yīng)和陶瓷等多種(zhǒng)材(cái)料。

超短(duǎn)脈(mài)衝激光(guāng)器產(chǎn)生的熱(rè)量非(fēi)常(cháng)少，因此(cǐ)不(bù)會(huì)產(chǎn)生(shēng)毛刺(cì)，且(qiě)可以微米單(dān)位進行調節(jié)。這允許精(jīng)細加工(gōng)，如鑽(zuān)孔，修整(zhěng)和微(wēi)紋理(lǐ)。

此(cǐ)外，飛秒(miǎo)脈(mài)衝(chōng)激光(guāng)器(qì)能比(bǐ)皮秒脈衝(chōng)激光器執(zhí)行更(gēng)精確的處理(lǐ)。

然而，納(nà)秒脈(mài)衝激(jī)光(guāng)器(qì)會引起毛刺，因為它(tā)們(mén)不(bù)僅受熱量(liáng)影響。

超短脈衝激(jī)光(guāng)器的原理

激光(guāng)振蕩(dàng)方法主(zhǔ)要有兩(liǎng)種(zhǒng)類型：連續振蕩和(hé)脈衝(chōng)振(zhèn)蕩。具(jù)有(yǒu)連續振(zhèn)蕩機製的激(jī)光(guāng)器稱為CW（連(lián)續波(bō)）激光器(qì)，激光連續振蕩。

另一(yī)種稱(chēng)為(wéi)脈衝激光(guāng)器，激(jī)光器是(shì)間(jiān)歇性振蕩(dàng)的(dí)。

此外(wài)，脈(mài)衝振(zhèn)蕩還有多種機製，如直接(jiē)調(tiáo)製，外部(bù)調製(zhì)，Q開關法和模態同步(bù)法(fǎ)，且每種方式產(chǎn)生(shēng)的脈(mài)衝(chōng)寬(kuān)度各不相同(tóng)。

在超短脈(mài)衝激光器中，通常(cháng)采(cǎi)用(yòng)模(mó)態(tài)同步(bù)方(fāng)法，脈(mài)衝(chōng)寬(kuān)度(dù)處(chǔ)理皮秒和飛秒(miǎo)。由於(yú)時間與頻率(shuài)之間的傅(fù)裏(lǐ)葉變(biàn)換關係，為(wéi)了產生(shēng)超(chāo)短脈衝，必須(xū)保(bǎo)持足夠(gòu)的光譜擴散(sàn)與其(qí)相位之間(jiān)的(dí)恒定關係。創建(jiàn)該條(tiáo)件的最佳(jiā)方(fāng)法是(shì)模式(shì)同(tóng)步(bù)方法(fǎ)。

模(mó)式同(tóng)步(bù)方(fāng)法

模(mó)式同步(bù)方法通常有兩種(zhǒng)類型：強製模(mó)式(shì)同步(bù)和被(bèi)動模(mó)式同步（自模(mó)式同步(bù)）。

強(qiáng)製模(mó)式(shì)同步(bù)
強(qiáng)製模同(tóng)步(bù)是(shì)一(yī)種通過在激光(guāng)諧振(zhèn)腔中(zhōng)放(fàng)置損耗或相(xiāng)位(wèi)調(tiáo)製器(qì)，並(bìng)將調(tiáo)製頻率(shuài)調整到縱向(xiàng)模(mó)態(tài)間隔來同(tóng)步模(mó)式之間(jiān)的方(fāng)法(fǎ)。
被動(dòng)模式同步(bù)
被(bèi)動(dòng)模(mó)式同步在諧振腔(qiāng)中放置(zhì)飽和吸收(shōu)器，而(ér)非調製器(qì)。這會導(dǎo)致(zhì)脈衝的(dí)頂(dǐng)部被(bèi)吸收(shōu)器刮(guā)擦(cā)。超短脈(mài)衝(chōng)通(tōng)過(guò)激光介(jiè)質(zhì)的(dí)飽和(hé)刮擦(cā)獲得。

超短(duǎn)脈衝激(jī)光價格(gé)

超短(duǎn)脈衝激(jī)光(guāng)器(qì)的脈衝寬度(dù)小(xiǎo)於皮秒，位於飛(fēi)秒區，由於其結構，它們是(shì)最昂貴的激(jī)光(guāng)器(qì)之(zhī)一。

振蕩(dàng)波(bō)長範圍從1微(wēi)米的基本(běn)波長到(dào)2倍(bèi)波的(dí)綠波(bō)和(hé)3倍的(dí)紫(zǐ)外波。此(cǐ)外(wài)，還有適(shì)合(hé)微加(jiā)工的產(chǎn)品和用於(yú)科學(xué)研究的(dí)產(chǎn)品，價(jià)格區間通常為數千(qiān)萬日元(yuán)。

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