光纖模塊外殼定制加工

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1、光纖模塊外殼定制加工

2、用光纖模塊代替家里的光纖貓可以嗎？

光纖模塊外殼定制加工

飛秒高峰值功率密度 (TW/cm2) 和高重復(fù)頻率 (MHz) 激光系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于科學(xué)、工業(yè)和軍事領(lǐng)域。控制飛秒脈沖和材料相互作用的主要機(jī)制是多光子現(xiàn)象和非熱過程，這使得它們對(duì)各種應(yīng)用具有獨(dú)特的吸引力。

當(dāng)前，飛秒激光器在透明材料（例如熔融石英、藍(lán)寶石等）的三維加工中展現(xiàn)出色的能力，成為光纖微加工（如光纖光柵刻寫）、半導(dǎo)體晶片切割、可重寫 5D 光學(xué)存儲(chǔ)器的優(yōu)異工具。此外，飛秒激光可以改變太陽能電池板的表面，以提高太陽能電池的效率。同時(shí)，飛秒激光器還在瞬態(tài)吸收光譜中發(fā)現(xiàn)了獨(dú)特的應(yīng)用——借助超短探測(cè)脈沖，可以在生物材料中實(shí)時(shí)跟蹤光物理和光化學(xué)反應(yīng)的快速演變。以上列舉的僅是飛秒激光系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中的一小部分，但卻充分說明了其重要性。

過去十年，激光制造已全面滲透制造業(yè)各領(lǐng)域，未來維納加工發(fā)展的方向是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大尺寸、高精度和高效率加工。誠然，超快激光有著很廣闊的市場(chǎng)需求空間，在打標(biāo)加工、航空航天 、3C 電子、通信；新材料、器件加工、汽車等更多領(lǐng)域，將孕育出更多的超快激光應(yīng)用場(chǎng)景，并需要更高的激光輸出功率和單脈沖能量。

飛秒脈沖產(chǎn)生方法

鎖模（Mode-locking）是激光器產(chǎn)生超短脈沖的方法。鎖模技術(shù)一般分為主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模。前者是從外部向激光器輸入信號(hào)周期性地調(diào)制激光器的增益或損耗，達(dá)到鎖模；后者則采用飽和吸收器，利用其非線性吸收達(dá)到鎖定相對(duì)相位，產(chǎn)生超短脈沖輸出。目前常用的飛秒脈沖產(chǎn)生方法包括克爾透鏡鎖模和半導(dǎo)體可飽和吸收體鎖模兩種。

飽和吸收效應(yīng)圖示。（左：飽和吸收體的吸收特性；右：飽和吸收體對(duì)脈沖的強(qiáng)度調(diào)制）

克爾透鏡鎖模 (KLM)

1991年，克爾透鏡鎖模的出現(xiàn)打開了超快激光技術(shù)革命的大門，也由此誕生了第一臺(tái)摻鈦藍(lán)寶石克爾透鏡鎖模激光器，標(biāo)志著具有超高峰值功率的固體飛秒激光新階段的開始。克爾透鏡鎖模 (KLM)的優(yōu)勢(shì)包括非常快，所以脈沖最短；非常寬頻，因此可調(diào)范圍更廣。然而，其劣勢(shì)也不少，例如不能自啟動(dòng)；嚴(yán)苛的諧振腔調(diào)節(jié)（接近穩(wěn)定極限運(yùn)行）；關(guān)聯(lián)到腔體設(shè)計(jì)的可飽和吸收體（有限的應(yīng)用）。

半導(dǎo)體可飽和吸收體 - SESAM

同年，瑞士物理學(xué)家U. Keller在布拉格反射鏡上外延生長(zhǎng)GaAs半導(dǎo)體可飽和吸收體，制備成SESAM，并應(yīng)用在鈦寶石激光器上，得到2ps脈沖。

SESAM作為一個(gè)鎖模啟動(dòng)和穩(wěn)定元件應(yīng)用在鎖模激光器中，克服了克爾鎖模自身難以啟動(dòng)的缺點(diǎn)，降低了鎖模激光器的設(shè)計(jì)難度和對(duì)激光材料性能的要求，并且大大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。它的發(fā)明，標(biāo)志著超快固體激光進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

飛秒激光脈沖放大

自從激光發(fā)明以來，更高的脈沖能量、更大的平均功率和更短的脈沖持續(xù)時(shí)間等技術(shù)不斷發(fā)展，持續(xù)創(chuàng)造新的應(yīng)用甚至開辟全新的領(lǐng)域。例如，1985年的啁啾脈沖放大技術(shù)，1988年的雙包層光纖技術(shù)，1997年的大模場(chǎng)光纖概念的提出，都對(duì)超快光纖激光的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

啁啾脈沖放大

2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一部分獎(jiǎng)項(xiàng)頒給了啁啾脈沖放大技術(shù)（CPA）的發(fā)明者Gérard Mourou先生和他的學(xué)生Donna Strickland教授——他們提出的 CPA技術(shù)正是現(xiàn)在產(chǎn)生超強(qiáng)超短脈沖激光的獨(dú)創(chuàng)性方法。CPA技術(shù)為人類創(chuàng)造最短、最強(qiáng)的激光脈沖鋪平了道路。這一技術(shù)開辟了新的研究領(lǐng)域，并在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛的應(yīng)用。

相干合成

相干合成技術(shù)能夠突破單根光纖的功率極限，同時(shí)解決亮度、熱管理等一系列問題，已成為光纖激光技術(shù)中的重要研究方向。

相干合成是將一個(gè)種子源分成若干路，經(jīng)放大后再合束及壓縮，產(chǎn)生高功率、高能量的飛秒脈沖。相干合成中，各路激光進(jìn)行振幅疊加。理想的合成效果需要實(shí)現(xiàn)各路激光在空間/時(shí)間上的重合，以及在光譜上的匹配和在相位上的鎖定，這些都依賴于復(fù)雜的相干合成關(guān)鍵技術(shù)：高精度的光譜、相位和光強(qiáng)等特性的探測(cè)，以及高精度的多參量主動(dòng)控制，將會(huì)是多域混合相干合成系統(tǒng)構(gòu)建中必須解決的難題和重點(diǎn)攻關(guān)的技術(shù)。目前相干合束通過16根20/400光纖合束，獲得了10.6 KW的平均功率輸出，單脈沖能量為125 uJ。

工業(yè)級(jí)飛秒激光器

通常，大部分脈沖持續(xù)時(shí)間小于 500 fs 的工業(yè)飛秒激光器僅限于幾十瓦的平均功率。有兩種主要的激光器結(jié)構(gòu)代表了這種類型的激光器：基于再生放大器的飛秒激光器和基于光纖的放大器。

再生放大器

脈沖信號(hào)光進(jìn)入再生放大器中，經(jīng)過100次左右的振蕩放大，經(jīng)飽和后再導(dǎo)出諧振腔，形成一個(gè)放大脈沖。由于使用的普克爾盒的開關(guān)速度限制，工業(yè)級(jí)飛秒激光器中的再生放大器的重復(fù)頻率一般都在百KHz級(jí)別。同時(shí)，由于放大功率的限制，單增益模塊的再生放大器的輸出功率通常都在數(shù)十瓦級(jí)別。

增益光纖 -光子晶體光纖

在功率放大器中，丹麥NKT Photonics公司開發(fā)的光子晶體光纖DC-200/40-PZ-Yb可用于數(shù)十微焦耳的飛秒光纖激光器。這款PCF的芯徑為40 mm，脈沖能量50 mJ ，雖然比普通單模光纖的芯徑大很多，但得益于其獨(dú)特的光纖結(jié)構(gòu)，仍可以保證基模輸出。另外一款高功率增益光子晶體光纖aeroGAIN-ROD-PM85可提供高峰值功率，其芯徑為85 mm，脈沖能量達(dá)到200~500 mJ，成為下一代高功率超快光纖激光器的理想增益介質(zhì)。

光纖-固體混合飛秒脈沖放大

隨著高端制造中對(duì)加工精度和效率的要求不斷提高，現(xiàn)有的數(shù)十瓦/毫焦級(jí)別的飛秒激光器已經(jīng)無法滿足規(guī)模制造中的需求。因此對(duì)于高功率大能量飛秒激光器的技術(shù)開發(fā)勢(shì)在必行。采用全光纖進(jìn)行脈沖相干合束的技術(shù)方案可以獲得較高的平均功率，需要復(fù)雜的時(shí)域和空間匹配，對(duì)裝置穩(wěn)定性和環(huán)境要求很高，而且受光纖的峰值功率限制，難以獲得較高的單脈沖能量。

而光纖-固體混合飛秒脈沖放大技術(shù)有效地結(jié)合光纖放大器的高增益和固體放大器的高峰值功率、高脈沖能量的優(yōu)勢(shì)，最終的高平均功率/高峰值功率飛秒激光器可使用光纖振蕩器和前置放大器來達(dá)到數(shù)十瓦級(jí)，使用板條放大到數(shù)百瓦級(jí)，最終使用碟片多通放大器達(dá)到數(shù)kW級(jí)。

光纖-固體混合 MOPA

在題為“Simple Yb: YAG femtosecond booster amplifier using divided-pulse amplification”的一篇論文中，研究了一種在最先進(jìn)的工業(yè)級(jí)大功率飛秒光纖系統(tǒng)后面使用低增益 Yb:YAG 單晶功率放大器的混合系統(tǒng)方法，以顯著提高光纖放大器的輸出脈沖能量。該系統(tǒng)在 100 kHz下得到>60 W 的平均功輸出，脈寬 400 fs，對(duì)應(yīng)于 600 μJ 的單脈沖能量。為了進(jìn)一步提升能量，在功率放大器的入口處實(shí)施無源分脈沖放大。 在壓縮前輸出脈沖能量為 3 mJ，壓縮后為 2.3 mJ，脈沖寬度為 520 fs，對(duì)應(yīng)于 4.4 GW 的峰值功率。

板條增益模塊

在高平均功率下，板條放大器彌補(bǔ)了具有高單通增益但高非線性、小橫截面和損傷閾值的光纖放大器，以及具有大橫截面但低單通增益的碟片放大器之間的差距。在題為“400W Yb: YAG Innoslab fs-amplifier”的一篇論文中，展示的實(shí)驗(yàn)將已經(jīng)成熟用于摻釹(Nd)激光晶體的 Innoslab 板條放大結(jié)構(gòu)應(yīng)用于摻鐿(Yb)激光材料。將 Innoslab 板條放大器與碟片和光纖飛秒放大器進(jìn)行比較。實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展到千瓦范圍的緊湊型半導(dǎo)體激光泵浦 Yb:YAG Innoslab飛秒振蕩器-放大器系統(tǒng)。迄今為止，在不使用 CPA 技術(shù)的情況下，在 400 W 平均輸出功率和 76 MHz 重復(fù)率下，實(shí)現(xiàn)了近乎變換和衍射極限的 680 fs 脈沖。

可以看出板條放大方式顯現(xiàn)出來比碟片激光器更簡(jiǎn)單的技術(shù)架構(gòu)、及更高的特性，有充分的潛力與光纖放大配合，獲得數(shù)百瓦數(shù)毫焦級(jí)別的飛秒脈沖輸出。當(dāng)前，發(fā)貨的飛秒激光器制造商Amplitude 基于光纖和固體板條放大技術(shù)，將平均輸出功率 >100 W 的高功率混合光纖/固體飛秒激光器逐步商業(yè)化，并正在開發(fā)具有進(jìn)一步擴(kuò)展平均功率的新光源——脈沖持續(xù)時(shí)間短至 400 fs，并且提供靈活的、用戶可控的脈沖重復(fù)頻率；來自種子模塊的脈沖可以壓縮到短至 250fs 的脈沖持續(xù)時(shí)間。最近，華日激光整合了飛秒大能量激光超快平臺(tái)和成熟的Yb:YAG板條放大模塊，積極推進(jìn)數(shù)百瓦數(shù)毫焦飛秒激光器的產(chǎn)業(yè)化（如下圖展示了以華日飛秒激光Femto--IR200為種子源和板條放大模塊輸出功率為450W和510W時(shí)的光譜）。

華日激光主要的產(chǎn)品線涵蓋固體激光和超快激光兩大系列。目前，公司已實(shí)現(xiàn)納秒/皮秒/飛秒激光器的標(biāo)準(zhǔn)化、批量化制造，產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)際級(jí)客戶制程，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代和全球銷售，在航空航天、集成電路和顯示器件領(lǐng)域均有豐富的工藝儲(chǔ)備和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。此外，通過產(chǎn)學(xué)研合作，華日多個(gè)項(xiàng)目成果都實(shí)現(xiàn)了超快激光器核心器件國(guó)產(chǎn)化，建成了中國(guó)超快激光器產(chǎn)業(yè)鏈，解決了超快激光器“卡脖子”技術(shù)難題，在激光精細(xì)加工領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，支撐了中國(guó)高端激光精密加工裝備的可持續(xù)發(fā)展。

今年，華日激光超快激光器生產(chǎn)基地正式啟用。該基地建設(shè)無塵廠房7000㎡，包括皮秒/飛秒激光器生產(chǎn)線、種子源生產(chǎn)線以及超快激光應(yīng)用工藝研究中心。目前，公司已具備年產(chǎn)超3000臺(tái)超快激光器的生產(chǎn)能力。未來，華日激光將以前沿精密激光微納加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化為抓手，在激光器先進(jìn)制造領(lǐng)域，充分發(fā)揮基地的創(chuàng)新資源，進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、批量化生產(chǎn)的能力。

華日激光技術(shù)體系

用光纖模塊代替家里的光纖貓可以嗎？

不可以，光貓是pon設(shè)備，分gpon和epon，光交換機(jī)或者路由器，我不確定題主說的是什么，這種一般是sfp，sfp+類試模塊，并不能使用在pon網(wǎng)絡(luò)上面

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