亚纳秒固体激光器具有脉宽窄(<1ns)、峰值功率高、重频频率高等优点,广泛应用于激光精密加工(例如硬脆材料加工、PCB板切割和钻孔等)、激光雷达与测距(遥感与环境检测:地面、海底、机载、太空等)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、光声光谱成像等领域。目前产生亚纳秒激光的主要技术路线有两种:电光调Q技术和被动调Q的微片激光技术。虽然这两种技术路线都能产生亚纳秒脉冲,但在工作原理上有着根本不同:前者是通过外部电信号“主动”控制,后者则是利用可饱和吸收体“被动”触发。这两种方案的差异直接决定了它们在不同应用场景下的优劣势。
电光调Q技术和被动调Q的微片激光技术在核心原理和性能对比:

从上面的对比可以看出,两种方案各有鲜明的“性格”,选择哪种,完全取决于你的应用更看重什么。当然以上的对比并不是绝对的,有些性能是可以通过补充技术手动进行调整的,例如,被动调Q的微片激光器,可以通过增加放大器,进一步提高输出能量。
⚡电光调Q:追求“精准可控、高能量”
它的核心优势在于精确的主动控制。你可以像操作一个光开关一样,在需要的时刻触发它输出一个脉冲,并且脉冲的重复频率和能量都可以独立调节。这使得它在需要高精度同步的应用中不可替代。
主要缺点:系统复杂、成本高,且因为有高压电学模块,体积很难做得像微片激光器那样小。
适合的领域:
激光雷达与遥感:需要精确控制脉冲发射时刻和频率,以获取目标距离和速度信息。
精密加工:需要高单脉冲能量(毫焦级)和高峰值功率进行打孔、切割、标记等。
作为种子源:输出参数稳定,易于通过后续放大器进行能量放大。
科研实验:例如泵浦探测、非线性光学等对时序和稳定性要求极高的实验。
被动调Q微片:追求“极致小巧、高重频”
它的核心优势在于结构和成本。整个激光器可以做得像一枚小芯片,无需任何电学驱动,非常便于集成。极高的重复频率也是它的看家本领。
主要缺点:脉冲产生的时间是随机的,无法与外部信号精确同步(时间抖动大),脉冲能量也较小。
适合的领域:
激光测距:尤其是对成本和小型化要求高的人眼安全测距仪。
材料微加工:高重频、高峰值功率的亚纳秒脉冲能有效减少加工热效应,提升精度。
医疗美容:利用其高峰值功率产生机械效应而非热效应,减少皮肤损伤。
光谱学与生物检测:作为结构紧凑、性价比高的激光源。
💎总结
简单来说,选择它们就像在选择一种“做事风格”:
如果你需要指哪打哪、力量十足,并且不在乎系统复杂度,那么电光调Q激光器是更合适的选择。
如果你需要轻便灵巧、身手敏捷,对成本敏感且不需要严格的同步控制,那么被动调Q微片激光器将是理想方案。
在实际的科研和工业应用中,这两种技术并非完全对立,而是根据具体需求各司其职,在不同的细分领域发挥着关键作用。
意大利Bright Solutions公司提供基于电光调Q和被动调Q微片激光技术两种方案的亚纳秒固体激光器,我们可以从基于这两种方案的具体激光器参数性能,进一步理解这两种技术方案的差异。从而可以根据具体应用选择更合适的激光器产品。
Wedge系列电光调Q亚纳秒固体激光器
Wedge系列固体激光器是由意大利Brightsolutions公司研制的一款电光调Q亚纳秒激光器,最大脉冲能量达4mJ,脉冲宽度400ps—2.5ns,重复频率1Hz-100kHz,可提供波长包括:266nm,355nm,532nm,1064nm,1570nm,3100nm等,可多波长输出,一体化设计,结构紧凑,稳定可靠。

Wedge固体激光器的主要应用:
玻璃微加工
特种打标
激光雷达与水深测量
显示器制造
大气与污染监测
激光诱导击穿光谱
非线性光谱学
谐波及参量光产生
可见光至红外光参量振荡器泵浦
太赫兹产生

Wedge固体激光器的选项:
光束扩束与准直光学元件
多波长配置
多模光纤耦合
低时间抖动选项
远程控制盒及软件界面
交直流电源
Wedge HB和XB激光器型号提供多种波长可选,其主要性能参数如下表所示。所有配置均基于我们专有的快速主动调Q技术,该技术是实现激光与整个系统间高精度同步性能的关键,可满足所有对此有严苛要求的应用场景。


Wedge HF和XF同样属于主动调Q激光器。这一特性,结合其亚纳秒级的脉冲宽度,使这些激光器在市场上独具特色。其极其紧凑且坚固的设计源于航空应用的要求,这一特点在工业和仪器仪表领域也备受青睐。
Microchip Laser:被动调Q微片固体激光器
微芯片激光器系列完善了Bright Solutions现有的产品线,提供更小尺寸、更低功率以及单纵模(SLM)的激光器。这些激光器设计精良,具有以下令人印象深刻的规格:
脉冲宽度:350 ps至3 ns;
能量水平:最高可达100μJ;
重复频率:最高可工作于100 kHz。
除了常规的1064 nm波长及其谐波(532、355和266 nm)外,该系列还提供发射946 nm和473 nm波长的激光器。此外,发射236 nm和213 nm波长的微芯片激光器型号正在开发中。

Microchip Laser:微片固体激光器主要技术参数:

Microchip Laser:被动调Q微片固体激光器,在各类工业领域的多种任务中有着最优应用,包括但不限于:
·OLED;
·微加工;
·生物光子学;
·激光雷达(LIDAR);
·遥测技术;
·激光制造;
·非线性光学;
·光谱学;
·拉曼光谱;
·全息术。
如果您对上面介绍的亚纳秒固体激光器感兴趣或者有疑问,欢迎来电沟通交流。
北京海科思锐作为一家专业的激光/光电产品代理公司,代理产品包括:各种激光器(半导体激光器,固体激光器,光纤激光器,气体激光器等,连续,纳秒,亚纳秒,皮秒,飞秒,单频,宽调谐激光器等),激光测试设备(激光功率计/能量计,光斑分析仪,M2仪,光谱仪,波长计,红外观察仪,光电探测器,自相关仪,spider等),激光与光学元器件(激光镜片,隔离器,光栅,滤波片,半导体激光电源,光纤器件),光谱仪器,光机械(光学隔震平台,位移台,调整架,光机组件等)。
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