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IPS公司：基于专有的混合外腔激光器的“光谱切片”技术实现窄线宽激光输出

来源: | 作者:陈亚辉海科思锐 | 发布时间 :今天 | 4 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:

美国 Innovative Photonic Solutions（简称 IPS）是一家专注于波长稳定型半导体激光器的高性能光子学公司，总部位于美国新泽西州。公司成立于2003年，其核心技术是基于专有的混合外腔激光器（HECL）的“光谱切片”技术，能够对激光器的波长、光谱带宽和输出功率进行精确界定与定制。2018年，IPS 被瑞士Metrohm AG 收购，以拓展其光谱产品组合。IPS 在拉曼光谱领域享有较高声誉，是众多拉曼显微镜和台式仪器的首选激光供应商。

主要产品类型

IPS 的产品体系围绕其波长稳定技术构建，覆盖从基础元件到完整系统的多个层级。

1. OEM 激光二极管
这是面向系统集成商的基础产品，提供多种封装形式：

TO-56 / TO-56 GUTS 封装：采用专有的单模波长稳定技术，提供窄线宽和衍射极限的自由空间输出光束。

蝶形封装（Butterfly）：可选自由空间或光纤耦合输出，支持单模或多模激光器，并可加装光隔离器以防止背向反射。

2. 激光模块

模块集成了驱动和温控电子元件，降低了用户的后端工程负担：

D-Type 模块：提供单模自由空间光束输出。

U-Type 模块：提供单模或多模光纤耦合输出，具备 USB 数字通信接口。该模块设计紧凑，可“即插即用”地集成到 IPS 的 Turn-Key 系统中，以较低成本实现波长灵活性。

3. Turn-Key 激光系统
这是完全集成的交钥匙系统，集成了激光模块、控制电子和用户界面，通过了 UL/CE 和 IEC 认证。系统前面板配备激光启用开关、功率调节旋钮、紧急关断按钮和 LED 显示屏，并支持 USB 连接与 LabVIEW 图形界面控制。

4. 拉曼探头
与激光系统配套使用的可配置拉曼探头，用户可选择光纤连接器和工作距离。其高收集效率和低杂散光特性有助于获得高信噪比的拉曼光谱，并可选双波长探头用于拉曼拼接。

关键技术参数

IPS 激光器的核心优势在于波长稳定性与窄线宽，以下为典型参数：

※波长范围：覆盖可见光至近红外，标准波长包括 405 nm、633 nm、638 nm、780 nm、785 nm、808 nm、830 nm、976 nm、1030 nm、1053 nm、1064 nm、1546 nm 等，并可根据需求提供定制波长。
※光谱线宽：单频激光器典型线宽 < 100 MHz（FWHM），部分型号可达到约 100 kHz 量级。
※波长稳定性：得益于温度稳定控制，波长漂移典型值 < 0.007 nm/°C，确※保在环境温度变化时输出光谱保持锁定。
※边模抑制比（SMSR）：典型值 45–55 dB，部分型号可达 50 dB 以上，保证了极高的信号信噪比。
※输出功率：因型号和波长而异。单模模块输出功率可达数百毫瓦（如 U-Type 单模最高 300 mW），多模模块可更高（如 M-Type 多模最高 1500 mW）。
※光束质量：单模激光器具有衍射极限输出，M² 典型值 < 1.1；部分自由空间输出型号 M² < 1.5。
※偏振消光比（PER）：保偏光纤耦合型号典型值 > 17 dB，通常可达 20 dB。

主要应用领域

IPS 激光器凭借其窄线宽、高波长稳定性和低噪声特性，服务于对光学纯度要求严苛的场景。

1. 拉曼光谱与光谱学

这是 IPS 最具代表性的应用领域。其 785 nm 等波长的稳定激光器为拉曼显微镜、台式拉曼仪器提供了理想光源，高 SMSR 和窄线宽有助于获得清晰、高信噪比的拉曼信号。

2. 量子技术与原子物理
IPS 激光器被用于量子传感、原子钟、囚禁离子和中性原子量子计算等前沿研究。其波长可精确对准原子跃迁线（如锂、铷、铯），并提供超窄线宽（< 100 kHz）和低相对强度噪声（RIN）。

3. 光纤激光器与固体激光器种子源
单频窄线宽特性使其成为高性能光纤激光器和固体激光器理想的种子源，部分型号集成了双级隔离器以保护激光器免受背向反射影响。

4. 干涉测量与计量
超稳激光器（如基于二极管的氦氖激光替代品）具有长达 5 米以上的相干长度，适用于干涉测量、动态光散射（DLS）和粒子 sizing 等精密计量应用。

5. 气体传感与遥感
波长稳定激光器可用于气体吸收谱线检测和遥感系统，其稳定的输出光谱确保了测量结果的可靠性。

6. 生物医学与流式细胞术
IPS 激光器也应用于生物医学成像、流式细胞仪等生命科学仪器中，提供稳定可靠的光源。

总体而言，Innovative Photonic Solutions 的核心竞争力在于其“光谱切片”技术带来的波长精确性与稳定性，使其在拉曼光谱和量子技术等对光源光谱纯度要求极高的细分市场中占据了稳固的地位。

北京海科思锐光电仪器有限公司是IPS公司在中国的正式授权代理商，负责其全新产品的市场推广、销售和售后服务。