隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的發(fā)展，產(chǎn)品和零件加工逐漸趨向微型化、精密化，超短脈沖激光作為精細微加工的前沿技術之一，其峰值功率極高，與物質相互作用的機理跟其它種類激光器有根本區(qū)別，屬于激光“冷加工”，已在精密電子行業(yè)得到應用并不斷創(chuàng)新發(fā)展。

“新型顯示產(chǎn)業(yè)”作為我國政府支持的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，近年來在政府的積極扶持下取得了長足的進步。尤其是伴隨智能手機、平板電腦、可穿戴設備等消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，柔性電路板（FPC）憑借重量輕、厚度薄、彎折性好等特點，成為智能手機等消費電子產(chǎn)品不可或缺的元器件，正得到越來越廣泛的應用，本土FPC產(chǎn)業(yè)也逐漸進入爆發(fā)期。藍寶石、玻璃、陶瓷等脆性材料是地球上僅次于鉆石第二堅硬的材料，很難使用機械的方法來加工。使用激光器來切割此類硬脆材料是當今制造業(yè)的趨勢加工方法。

目前飛秒光纖激光器因其單脈沖能量的限制，相比皮秒及納秒激光器加工速率慢了很多，因此飛秒激光加工也被戲稱為”超慢加工”。目前受限于光纖的非線性效應，單脈沖能量提升相對比較困難，純光纖放大很難突破200uJ。大量研究表明，在材料加工中提高飛秒脈沖的重復頻率及使用Burst脈沖串模式，可大幅提高材料蒸發(fā)及去除的速率。因此發(fā)展GHz級高重復頻率飛秒種子源具有非常重要的意義。當前市面上僅有的幾款高重復頻率飛秒激光器基本都是采用腔外重頻倍增的方式使得重頻達到或接近GHz，這些方法會帶來脈沖間的時間間隔不均一、脈沖能量不一致以及色散有差異等缺點，不僅給后續(xù)放大帶來非常大的不便，而且會極大的影響實際加工效果。     

非線性放大環(huán)形鏡（NALM）型鎖模技術因其鎖模狀態(tài)唯一、全保偏光纖、不受材料閾值限制等特點能夠獲得穩(wěn)定的、高功率鎖模脈沖而受到廣泛研究和關注；然而長期以來，該技術在鎖模自啟動上存在較大問題，后經(jīng)國內外眾多科研人員的深入研究，目前自啟動穩(wěn)定性也有大幅改進，追求NALM技術的高鎖模自啟動穩(wěn)定性、寬光譜、高重頻及高輸出功率是研究的主要方向。目前看來NALM技術是最有希望獲得工業(yè)級高穩(wěn)定、高性能飛秒激光種子源的方法。

圖1

華快光子近年來一直致力于高穩(wěn)定飛秒光纖激光器的研發(fā)生產(chǎn)，在飛秒光纖種子源、飛秒展寬、放大、壓縮等方面擁有多項發(fā)明專利，已成功研發(fā)并推出了重復頻率30-200 MHz的飛秒種子源系列產(chǎn)品。近期在高重復頻率飛秒種子源研發(fā)及工程化方面又取得了突破性進展，已成功實現(xiàn)重復頻率接近1GHz的全光纖化飛秒種子源（如圖1所示）。

圖2：輸出脈沖、光譜及自相關     

該系列高重頻飛秒種子源產(chǎn)品采用帶偏置的改進型NALM方案，由相移器、光纖環(huán)路及波分復用器等元件構成，環(huán)內有高摻雜的摻鐿光纖作為光纖激光器腔內的增益介質，泵浦光通過波分復用器泵浦摻鐿光纖。為保證在環(huán)境溫濕度變化時保持穩(wěn)定的功率和穩(wěn)定的光偏振狀態(tài)，采用鎖模全保偏光纖，實現(xiàn)鎖模穩(wěn)定自啟動的同時，保證鎖模脈沖的長期穩(wěn)定一致性。據(jù)所需的脈沖重復頻率，得到合適的腔長，通過集成光纖元件將腔長極限壓縮同時設計增益光纖和普通光纖的最佳長度，達到超高重復頻率的基頻飛秒鎖模脈沖輸出。通過對諧振腔的色散進行管理，調控腔內相位差和光纖長度，實現(xiàn)脈沖重復頻率和帶寬的優(yōu)化，獲得飛秒脈沖輸出，極限變化脈寬小于100 fs。鎖模脈沖的光譜寬度決定了最終能夠壓縮得到的飛秒脈沖的脈沖時間寬度，而重復頻率的高低則影響著工業(yè)加工的速度和效率。

本產(chǎn)品通過引入相位偏置對原有的NALM鎖模技術進行改進，在腔內引入色散補償，保證鎖模自啟動穩(wěn)定性的同時極大的提高了鎖模脈沖的光譜寬度，同時利用自主研發(fā)的新型集成封裝的光纖器件極大的縮短了諧振腔的腔長，獲得了極高的鎖模脈沖重復頻率（500 MHz-1 GHz），輸出功率90 mW-200 mW，光譜寬度大于15 nm，極限變換脈寬小于100 fs，滿足后期飛秒啁啾脈沖激光放大的輸入需求。圖2為我們實現(xiàn)的重頻600 MHz的飛秒種子源，具體參數(shù)為：輸出平均功率110 mW，光譜寬度18 nm，脈沖寬度239 fs（啁啾脈沖），可進一步壓縮至約70 fs。

華快綠光超快激光器

華快紅外超快激光器

華快紫外超快激光器

華快飛秒激光器

華快百皮秒激光器