高重频腔倒空锁模皮秒激光器在工业加工中的应用

"本文报道了一项关于工业加工用高重频腔倒空锁模皮秒激光器的研究，该激光器基于半导体可饱和吸收体（SESAM）锁模技术和腔内普克尔盒双向加压方式的腔倒空技术，实现了从500kHz到1MHz的重复频率调节，最高达到1MHz时，输出的激光具有1064nm中心波长，10.4ps脉冲宽度和297nJ单脉冲能量，表现出结构紧凑和高稳定性，适用于工业加工和再生放大应用。" 这篇研究探讨的核心是高重频皮秒激光器的设计与实现，其在工业加工领域具有重要的应用价值。首先，文章介绍的激光器采用了半导体激光端面泵浦的Nd∶YVO4晶体作为增益介质，这种晶体因其优良的光学性质常被用于固体激光器中。Nd∶YVO4晶体在吸收和发射光子方面表现出高效的性能，适合产生高能量的短脉冲激光。 其次，研究中采用的半导体可饱和吸收体（SESAM）锁模技术是产生皮秒脉冲的关键。SESAM是一种非线性光学元件，能够通过自饱和吸收机制实现激光器的锁模，即在短时间内交替开启和关闭激光腔内的激光振荡，从而产生超短脉冲。这种锁模技术可以确保激光器输出的脉冲具有极窄的宽度，这对于需要高精度和高能量密度的工业加工至关重要。 此外，普克尔盒双向加压方式的腔倒空技术是该研究的创新之处。腔倒空技术允许在特定时刻将激光腔内的光能量快速释放，从而控制激光的重复频率。通过精确控制电光晶体（如普克尔盒）的加压脉宽，研究者能够实现从500kHz到1MHz的高重频调节。这一技术的应用提高了激光器的灵活性，使其能够适应不同工业加工需求。 当重复频率达到1MHz时，激光器产生的脉冲宽度仅为10.4ps，单脉冲能量达到297nJ。这样的参数意味着激光器能在保持高频率的同时，保持脉冲的能量稳定和时间上的精细控制，这在微加工、精密打标、材料切割等工业应用中非常关键。 最后，该皮秒激光系统的设计紧凑且稳定性高，这意味着它可以在工业环境中长期稳定运行，降低了维护成本，同时其提供的光源对于需要高重复率和高能量效率的再生放大系统也十分理想。 这项研究为工业加工提供了一种高效、灵活且稳定的皮秒激光源，结合了先进的锁模技术和腔倒空技术，有望推动激光加工技术的进一步发展和应用。