光纖模塊外殼定制加工

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本文目錄一覽：

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) 和高重復頻率 (MHz) 激光系統廣泛應用于科學、工業和軍事領域。控制飛秒脈沖和材料相互作用的主要機制是多光子現象和非熱過程，這使得它們對各種應用具有獨特的吸引力。

當前，飛秒激光器在透明材料（例如熔融石英、藍寶石等）的三維加工中展現出色的能力，成為光纖微加工（如光纖光柵刻寫）、半導體晶片切割、可重寫 5D 光學存儲器的優異工具。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，飛秒激光器還在瞬態吸收光譜中發現了獨特的應用——借助超短探測脈沖，可以在生物材料中實時跟蹤光物理和光化學反應的快速演變。以上列舉的僅是飛秒激光系統應用領域中的一小部分，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各領域，未來維納加工發展的方向是進一步實現大尺寸、高精度和高效率加工。誠然，超快激光有著很廣闊的市場需求空間，在打標加工、航空航天 、3C 電子、通信；新材料、器件加工、汽車等更多領域，將孕育出更多的超快激光應用場景，并需要更高的激光輸出功率和單脈沖能量。

飛秒脈沖產生方法

鎖模（Mode-locking）是激光器產生超短脈沖的方法。鎖模技術一般分為主動鎖模和被動鎖模。前者是從外部向激光器輸入信號周期性地調制激光器的增益或損耗，達到鎖模；后者則采用飽和吸收器，利用其非線性吸收達到鎖定相對相位，產生超短脈沖輸出。目前常用的飛秒脈沖產生方法包括克爾透鏡鎖模和半導體可飽和吸收體鎖模兩種。

飽和吸收效應圖示。（左：飽和吸收體的吸收特性；右：飽和吸收體對脈沖的強度調制）

克爾透鏡鎖模 (KLM)

1991年，克爾透鏡鎖模的出現打開了超快激光技術革命的大門，也由此誕生了第一臺摻鈦藍寶石克爾透鏡鎖模激光器，標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)的優勢包括非常快，所以脈沖最短；非常寬頻，因此可調范圍更廣。然而，其劣勢也不少，例如不能自啟動；嚴苛的諧振腔調節（接近穩定極限運行）；關聯到腔體設計的可飽和吸收體（有限的應用）。

半導體可飽和吸收體 - SESAM

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

SESAM作為一個鎖模啟動和穩定元件應用在鎖模激光器中，克服了克爾鎖模自身難以啟動的缺點，降低了鎖模激光器的設計難度和對激光材料性能的要求，并且大大提高了系統穩定性。它的發明，標志著超快固體激光進入了一個新的發展階段。

飛秒激光脈沖放大

自從激光發明以來，更高的脈沖能量、更大的平均功率和更短的脈沖持續時間等技術不斷發展，持續創造新的應用甚至開辟全新的領域。例如，1985年的啁啾脈沖放大技術，1988年的雙包層光纖技術，1997年的大模場光纖概念的提出，都對超快光纖激光的發展產生了深遠的影響。

啁啾脈沖放大

2018年諾貝爾物理學獎的一部分獎項頒給了啁啾脈沖放大技術（CPA）的發明者Gérard Mourou先生和他的學生Donna Strickland教授——他們提出的 CPA技術正是現在產生超強超短脈沖激光的獨創性方法。CPA技術為人類創造最短、最強的激光脈沖鋪平了道路。這一技術開辟了新的研究領域，并在工業和醫療領域產生了廣泛的應用。

相干合成

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

相干合成是將一個種子源分成若干路，經放大后再合束及壓縮，產生高功率、高能量的飛秒脈沖。相干合成中，各路激光進行振幅疊加。理想的合成效果需要實現各路激光在空間/時間上的重合，以及在光譜上的匹配和在相位上的鎖定，這些都依賴于復雜的相干合成關鍵技術：高精度的光譜、相位和光強等特性的探測，以及高精度的多參量主動控制，將會是多域混合相干合成系統構建中必須解決的難題和重點攻關的技術。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。

工業級飛秒激光器

通常，大部分脈沖持續時間小于 500 fs 的工業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構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

脈沖信號光進入再生放大器中，經過100次左右的振蕩放大，經飽和后再導出諧振腔，形成一個放大脈沖。由于使用的普克爾盒的開關速度限制，工業級飛秒激光器中的再生放大器的重復頻率一般都在百KHz級別。同時，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十瓦級別。

增益光纖 -光子晶體光纖

在功率放大器中，丹麥NKT Photonics公司開發的光子晶體光纖DC-200/40-PZ-Yb可用于數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，但得益于其獨特的光纖結構，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。

光纖-固體混合飛秒脈沖放大

隨著高端制造中對加工精度和效率的要求不斷提高，現有的數十瓦/毫焦級別的飛秒激光器已經無法滿足規模制造中的需求。因此對于高功率大能量飛秒激光器的技術開發勢在必行。采用全光纖進行脈沖相干合束的技術方案可以獲得較高的平均功率，需要復雜的時域和空間匹配，對裝置穩定性和環境要求很高，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有效地結合光纖放大器的高增益和固體放大器的高峰值功率、高脈沖能量的優勢，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到數十瓦級，使用板條放大到數百瓦級，最終使用碟片多通放大器達到數kW級。

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的工業級大功率飛秒光纖系統后面使用低增益 Yb:YAG 單晶功率放大器的混合系統方法，以顯著提高光纖放大器的輸出脈沖能量。該系統在 100 kHz下得到>60 W 的平均功輸出，脈寬 400 fs，對應于 600 μJ 的單脈沖能量。為了進一步提升能量，在功率放大器的入口處實施無源分脈沖放大。 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，對應于 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，展示的實驗將已經成熟用于摻釹(Nd)激光晶體的 Innoslab 板條放大結構應用于摻鐿(Yb)激光材料。將 Innoslab 板條放大器與碟片和光纖飛秒放大器進行比較。實現了可擴展到千瓦范圍的緊湊型半導體激光泵浦 Yb:YAG Innoslab飛秒振蕩器-放大器系統。迄今為止，在不使用 CPA 技術的情況下，在 400 W 平均輸出功率和 76 MHz 重復率下，實現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出來比碟片激光器更簡單的技術架構、及更高的特性，有充分的潛力與光纖放大配合，獲得數百瓦數毫焦級別的飛秒脈沖輸出。當前，發貨的飛秒激光器制造商Amplitude 基于光纖和固體板條放大技術，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化，并正在開發具有進一步擴展平均功率的新光源——脈沖持續時間短至 400 fs，并且提供靈活的、用戶可控的脈沖重復頻率；來自種子模塊的脈沖可以壓縮到短至 250fs 的脈沖持續時間。最近，華日激光整合了飛秒大能量激光超快平臺和成熟的Yb:YAG板條放大模塊，積極推進數百瓦數毫焦飛秒激光器的產業化（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時的光譜）。

華日激光主要的產品線涵蓋固體激光和超快激光兩大系列。目前，公司已實現納秒/皮秒/飛秒激光器的標準化、批量化制造，產品應用于國際級客戶制程，實現進口替代和全球銷售，在航空航天、集成電路和顯示器件領域均有豐富的工藝儲備和研發經驗。此外，通過產學研合作，華日多個項目成果都實現了超快激光器核心器件國產化，建成了中國超快激光器產業鏈，解決了超快激光器“卡脖子”技術難題，在激光精細加工領域得到了廣泛應用，支撐了中國高端激光精密加工裝備的可持續發展。

今年，華日激光超快激光器生產基地正式啟用。該基地建設無塵廠房7000㎡，包括皮秒/飛秒激光器生產線、種子源生產線以及超快激光應用工藝研究中心。目前，公司已具備年產超3000臺超快激光器的生產能力。未來，華日激光將以前沿精密激光微納加工技術產業化為抓手，在激光器先進制造領域，充分發揮基地的創新資源，進一步加強產品標準化、自動化、批量化生產的能力。

華日激光技術體系

用光纖模塊代替家里的光纖貓可以嗎？

不可以，光貓是pon設備，分gpon和epon，光交換機或者路由器，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網絡上面

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