FCPA μJewel D系列：

　　型号参数：

　　型号 D-400 D-400可调 D-1000 D-3000

　　中心波长（nm）

　　脉冲能量（μJ） 2 2 10 10

　　脉宽 500 fs <1ps 700 fs 700fs

　　重复频率 200 KHz 0.2-5MHz 100 KHz 200KHz

　　平均功率（mW）

产品简介：

　　通信中的产生皮秒或飞秒脉冲的超快光纤激光是当今光学研究的领域之一。 尽管超快锁模激光产生皮秒、飞秒 光学脉冲属于成熟技术，但他们的主要应用仍然局限于实验室和应用。要实现技术进步，必须改进自动化操作，并且降低成本。达到这两个目标的一个关键因素 是要实现从固体向光纤的技术转变。

拥有巨大市场的短脉冲激光

　　科学和工业界应用超快激光获得大量的 收益。 例如，作为激光器市场的材料加工，当前正实现从热加工（使用连续或类连续光）向非热烧蚀转变，非热处理中，能量沉积和激光脉冲间隔一定比散热时间短。 金属、陶瓷、半导体和聚合物的典型散热时间，大约是几个皮秒，这意味着皮秒或亚皮秒激光脉冲成为*。

　　超短激光的另一主要科学应用是时间分辨分析，典型的是使用抽运探测完成。一个关键要求是抽运和探针脉冲要比所研究过程的时间常数短。在生物光子学中，荧光染料的寿命范围在纳秒到皮秒之间，而在固体和物理化学分析中衰变时间可能在几个飞秒到1ns。

　　新兴的应用例如非线性显微学和太赫兹产生都得益于超快激光所产生的高峰值功率。 例如，像多光子激发和反斯托克斯拉曼光谱这样的非线性对比技术都有赖于其高峰值功率。 当超快激光脉冲被聚焦在适当的半导体材料上时，用于国土安全、食品检验或者医疗分析的太赫兹波就可以产生。

　　上述例子和更大范围的应用的共同基础是，他们都要求激光脉冲达到皮秒或飞秒量级。一些应用还处于不断发展之中，许多在实验室已经建立并且使用锁模钛宝石或其他固体激光。 扩展到实验室以外的能力还受制于两个因素：激光发射的高成本以及缺乏工业化、自动化的操作。

可靠性和费用

　　电信革命有益于许多类型的激光器，包括锁模超快激光。 因为这种激光的输出功率一般都是中低等级的，许多光学元件的寿命和成本都直接因为电信工业的发展而得益，包括泵浦二极管，光纤分路器、合成器和偏振元件。

　　超快光纤激光器具有比传统的钛宝石激光器和二极管泵浦激光器更高的机械和耐热性，光纤激光腔可紧凑包装，或根据OEM客户要求集成到一定的系统中。

　　通过使用半导体泵浦光源和免调试光纤光学，可实现转换键操作。甚至可以通过对流和传导即可冷却几瓦的泵浦二极管。

　　商业产品

　　大部分光纤激光器的腔内都包含了非光纤元件，这些光学元件耦合光纤的输入输出。一个更广泛的定义也包括自由空间色散补偿系统，但是界定一个光纤激光器，其增益介质必须是全光纤基质。

　　现在，光纤激光器脉冲时间覆盖了所有时间尺度，从连续波CW到锁模飞秒脉冲，CW光纤激光功率科达到几千瓦，从经济角度考虑，有可能替代Nd：YAG、 Yb：圆盘激光器或大功率二氧化碳激光器，而用于材料处理如焊接和切割。在相当数量的应用上，这种光纤激光器最近正在取代传统的气体或固体激光 器，IPG、SPI、Trumpf和Rofin等供应商都提供这类产品，Newport/Spectra Physics和相干公司都发布过关于相关产品未来发展的公告。

　　电动泵浦光纤激光器(千赫重复率，1 ms脉冲)可能进入毫焦耳能量区域并且成为近期更高重复率、中等峰值功率应用的，如医学上的支架微切手术。

　　Q开关光纤激光器（微焦耳至毫焦耳功率水平，10－400 kHz重复率）极大地改变了激光的标度世界。这样Q开关系统的激光脉冲时间在几个到上百个纳秒之间。

　　近来，一些中等规模的公司IMRA, Koheras, Fianium, Thorlabs 都供应锁模光纤激光器，这种激光器面临越来越广泛的应用，如眼科学、计量学、生物光子学、电信、太赫兹产生、光谱学微材料处理。由于他们的的脉冲性 能，这些锁模激光器也是大功率激光材料处理系统的种子光源。

超快光纤激光器

　　光纤激光器中，光波导约束电子场至非常小的纤芯。虽然功率水平低于其他激光源，但功率水平和互作用长度的组合导致非线性。

　　光纤激光器的增益介质一般都在十几厘米到1μm范围，而其他固体激光介质一般在1cm左右，这使得光纤激光参量与其他固体激光技术相比有数量级的不同。定义一个超快光纤激光系统的关键性要素是：锁模机制、色散管理、短脉冲的产生和输出功率要求。

　　原则上，为固体激光开发的锁模机制可以转移到超快光纤激光，虽然必须注意其更高的双程增益和可容忍的损耗。目前市场上的多数超快光纤激光系统使用可饱和吸收镜作为锁模元件。

　　光纤激光中的色散将比固体激光中大一个数量级，铒光纤激光器通过适应纯光纤方案完成色散补偿，镱光纤激光则要求使用啁啾光纤布拉格光栅或光子晶体光纤实现补偿。

　　如 果腔内色散管理得当并且外耦合为选选择仔细，亚50飞秒脉冲可直接从铒光纤振荡器中获得，铒对于镱光纤，使用在谐振器内自由空间棱镜光栅序列三次色散补偿 的可实现33飞秒脉冲输出。在一个标准系统内更加典型的结果是在100到几百飞秒。这些脉冲可通过在非线性放大器中简单放大或压缩从而获得几百毫瓦功率， 脉冲时间降至30飞秒。

　　与固体技术比较，由于他们的袖珍型、高效率和低功率要求，超快光纤激光显示出明显的优势。 科学应用明显地收益于光纤激光系统的优越稳定性，特别是在声音频率范围。工业应用界则欣赏其自动化的操控、束点稳定性以及低投入和运行成本。生物光子学和 医疗保健领域用户对于其易获得的波长覆盖面和短相干长度表示满意。

　　纯光纤振荡器典型的输出功率在50毫瓦。光纤放大器可使之达到数百毫瓦。由 于其高峰值功率和相应光纤非线性，近期内不可能通过中心泵浦概念获得更大的输出功率。寻求通向100W输出的道路时目前研究界相当活跃的课题，一个思路是 用大模面光纤放大器和啁啾脉冲放大器，或者使用主振荡功率放大器(MOPA)的概念，典型的放大器激光是传统的盘片或棒激光系统。

　　用光纤振荡器的MOPA概念具有其自身的优势，因为功率放大和脉冲产生被内在地分离，并且在振荡器和放大器之间附加的脉冲选择器可以容易地减少重复率至千赫量级，无需改变平均功率。

超连续谱产生

　　由于其高峰值功率，超快光纤激光是产生超连续谱的理想泵浦源，使用光子晶体光纤（PCF）、锥形光纤和高非线性光纤（HNLF）可在近场和可见光段获得超连续谱。可通过调整光纤参数如模场直径、色散分布和长度，使得光纤的输出光谱适应人们的特别需求。

　　用波长1550nm的超快铒光纤激光器（高非线性光纤）可产生超连续谱，其覆盖范围从900nm到远远超出2μm。这个光谱可倍频产生波长在 480－700nm的可调谐窄线宽可见光，。 如果每nm输出功率和功率稳定不是最重要的因素，那么相似的结果也可以通过1030 nm镱光纤激光（光子晶体光纤）获得。第二种方法的好处是可使用 声光可调滤波器将专门谱线从光谱中提取。