全球首款超小锁模激光器研制成功
发布时间：2012-4-10 19:51
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据物理学家组织网报道，一个国际科研团队研发出了一种新型的超小激光器，有望彻底改变计算、医药等多个领域的面貌，也能助推超高速通讯等领域的发展。相关研究发表在4月4日出版的《自然•通讯》杂志上。 该国际科研团队由加拿大国立科学研究院、意大利国家研究委员会、美国英飞朗有限公司的研究人员组成，由澳大利亚国家研究委员会光学系统超高速宽带设备研究中心兼悉尼大学光子学和光科学研究所的科学家戴维•莫斯负责。 莫斯解释道：“这是首款激光模式相互间的相位被锁定的激光器，也是我们首次使用一个微腔谐振器来对激光器锁模，锁模激光器可以产生最短的光脉冲。因此，新式超小激光器不仅能制造出激光超短脉冲，而且非常精确、体型超小、发出激光的速度超快，可以在很多领域大显身手。” 制造出能以非常高以及非常灵活的重复频率发出光脉冲的激光器是全球科学家们一直孜孜以求的目标。不同的研究团队提出了各种各样的方法来制造这样的激光器，但都功亏一篑，最新研究团队首次让这种激光器成为现实。 莫斯表示：“新式激光器设备能在前所未有的高重复频率200吉赫（1吉赫=1千兆赫）下非常稳定地运行，同时维持非常狭窄的线宽。新激光器体型纤细、功能多样、性能稳定而且高效，可以应用于很多领域。” 科学家们指出，新激光器将在计算、测量、疾病诊断以及材料处理等领域找到用武之地，也将在测量学领域使用的精密光学时钟、超高速通讯、微芯片计算以及其他领域大展身手。 红外激光器与紫外激光器简单比较 近年来，随着大功率半导体阵列的迅速发展，采用此种器件为核心的半导体端泵风冷激光打标机正逐步成为激光加工市场的主流。半导体端泵风冷激光打标机由于结构优良，与其他类型激光打标机相比具有极大优势。其中，红外激光器与紫外激光器是运用的最广泛的两种激光器，现在对两种激光器做一下简单的比较： 红外YAG激光器(波长为1．06μm)是在材料处理方面用得最为广泛的激光源。 但是，许多塑料和大量用作柔性电路板基体材料的一些特殊聚合物(如聚酰亚胺)，都不能通过红外处理或"热"处理进行精细加工。因为"热"使塑料变形，在切割或钻孔的边缘上产生炭化形式的损伤，可能导致结构性的削弱和寄生传导性通路，而不得不增加一些后续处理工序以改善加工质量。因此，红外激光器不适用于某些柔性电路的处理。除此之外，即使在高能量密度下，红外激光器的波长也不能被铜吸收，这更加苛刻地限制了它的使用范围。 然而，紫外激光器的输出波长在0.4μm以下，这是处理聚合物材料的主要优点。 与红外加工不同，紫外微处理从本质上来说不是热处理，而且大多数材料吸收紫外光比吸收红外光更容易。高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键，用这种"冷"光蚀处理技术加工出来的部件具有光滑的边缘和最低限度的炭化。而且，紫外短波长本身的特性对金属和聚合物的机械微处理具有优越性．它可以被聚焦到亚微米数量级的点上，因此可以进行细微部件的加工，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到很高的能量密度，有效地进行材料加工。 微细孔在工业界中的应用已经相当广泛，主要形成的方式有两种： 一是使用红外激光：将材料表面的物质加热并使其汽化(蒸发)，以除去材料，这种方式通常被称为热加工．主要采用YAG激光(波长为1.06μm)。 二是使用紫外激光：高能量的紫外光子直接破坏许多非金属材料表面的分子键，使分子脱离物体，这种方式不会产生高的热量，故被称为冷加工，主要采用紫外激光(波长为355nm)。 |
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