IMRA公司FCPA μJewel D系列 超快光纖激光器
FCPA μJewel D系列：
型號參數：
型號 D-400 D-400可調 D-1000 D-3000
中心波長（nm）
脈沖能量（μJ） 2 2 10 10
脈寬 500 fs <1ps 700 fs 700fs
重復頻率 200 KHz 100 KHz 200KHz
平均功率（mW）
產品簡介：
通信中的產生皮秒或飛秒脈沖的超快光纖激光是當今光學研究的領域之一。 盡管超快鎖模激光產生皮秒、飛秒 光學脈沖屬于成熟技術，但他們的主要應用仍然局限于實驗室和應用。要實現技術進步，必須改進自動化操作，并且降低成本。達到這兩個目標的一個關鍵因素 是要實現從固體向光纖的技術轉變。
擁有巨大市場的短脈沖激光
科學和工業界應用超快激光獲得大量的 收益。 例如，作為激光器市場的材料加工，當前正實現從熱加工（使用連續或類連續光）向非熱燒蝕轉變，非熱處理中，能量沉積和激光脈沖間隔一定比散熱時間短。 金屬、陶瓷、半導體和聚合物的典型散熱時間，大約是幾個皮秒，這意味著皮秒或亞皮秒激光脈沖成為。
超短激光的另一主要科學應用是時間分辨分析，典型的是使用抽運探測完成。一個關鍵要求是抽運和探針脈沖要比所研究過程的時間常數短。在生物光子學中，熒光染料的壽命范圍在納秒到皮秒之間，而在固體和物理化學分析中衰變時間可能在幾個飛秒到1ns。
新興的應用例如非線性顯微學和太赫茲產生都得益于超快激光所產生的高峰值功率。 例如，像多光子激發和反斯托克斯拉曼光譜這樣的非線性對比技術都有賴于其高峰值功率。 當超快激光脈沖被聚焦在適當的半導體材料上時，用于國土安全、食品檢驗或者醫療分析的太赫茲波就可以產生。
上述例子和更大范圍的應用的共同基礎是，他們都要求激光脈沖達到皮秒或飛秒量級。一些應用還處于不斷發展之中，許多在實驗室已經建立并且使用鎖模鈦寶石或其他固體激光。 擴展到實驗室以外的能力還受制于兩個因素：激光發射的高成本以及缺乏工業化、自動化的操作。
可靠性和費用
電信革命有益于許多類型的激光器，包括鎖模超快激光。 因為這種激光的輸出功率一般都是中低等級的，許多光學元件的壽命和成本都直接因為電信工業的發展而得益，包括泵浦二極管，光纖分路器、合成器和偏振元件。
超快光纖激光器具有比傳統的鈦寶石激光器和二極管泵浦激光器更高的機械和耐熱性，光纖激光腔可緊湊包裝，或根據OEM客戶要求集成到一定的系統中。
通過使用半導體泵浦光源和免調試光纖光學，可實現轉換鍵操作。甚至可以通過對流和傳導即可冷卻幾瓦的泵浦二極管。
商業產品
大部分光纖激光器的腔內都包含了非光纖元件，這些光學元件耦合光纖的輸入輸出。一個更廣泛的定義也包括自由空間色散補償系統，但是界定一個光纖激光器，其增益介質必須是全光纖基質。
現在，光纖激光器脈沖時間覆蓋了所有時間尺度，從連續波CW到鎖模飛秒脈沖，CW光纖激光功率科達到幾千瓦，從經濟角度考慮，有可能替代Nd：YAG、 Yb：圓盤激光器或大功率二氧化碳激光器，而用于材料處理如焊接和切割。在相當數量的應用上，這種光纖激光器最近正在取代傳統的氣體或固體激光 器，IPG、SPI、Trumpf和Rofin等供應商都提供這類產品，Newport/Spectra Physics和相干公司都發布過關于相關產品未來發展的公告。
電動泵浦光纖激光器(千赫重復率，1 ms脈沖)可能進入毫焦耳能量區域并且成為近期更高重復率、中等峰值功率應用的，如醫學上的支架微切手術。
Q開關光纖激光器（微焦耳至毫焦耳功率水平，10－400 kHz重復率）極大地改變了激光的標度世界。這樣Q開關系統的激光脈沖時間在幾個到上百個納秒之間。
近來，一些中等規模的公司IMRA, Koheras, Fianium, Thorlabs 都供應鎖模光纖激光器，這種激光器面臨越來越廣泛的應用，如眼科學、計量學、生物光子學、電信、太赫茲產生、光譜學微材料處理。由于他們的的脈沖性 能，這些鎖模激光器也是大功率激光材料處理系統的種子光源。
超快光纖激光器
光纖激光器中，光波導約束電子場至非常小的纖芯。雖然功率水平低于其他激光源，但功率水平和互作用長度的組合導致非線性。
光纖激光器的增益介質一般都在十幾厘米到1μm范圍，而其他固體激光介質一般在1cm左右，這使得光纖激光參量與其他固體激光技術相比有數量級的不同。定義一個超快光纖激光系統的關鍵性要素是：鎖模機制、色散管理、短脈沖的產生和輸出功率要求。
原則上，為固體激光開發的鎖模機制可以轉移到超快光纖激光，雖然必須注意其更高的雙程增益和可容忍的損耗。目前市場上的多數超快光纖激光系統使用可飽和吸收鏡作為鎖模元件。
光纖激光中的色散將比固體激光中大一個數量級，鉺光纖激光器通過適應純光纖方案完成色散補償，鐿光纖激光則要求使用啁啾光纖布拉格光柵或光子晶體光纖實現補償。
如 果腔內色散管理得當并且外耦合為選選擇仔細，亞50飛秒脈沖可直接從鉺光纖振蕩器中獲得，鉺對于鐿光纖，使用在諧振器內自由空間棱鏡光柵序列三次色散補償 的可實現33飛秒脈沖輸出。在一個標準系統內更加典型的結果是在100到幾百飛秒。這些脈沖可通過在非線性放大器中簡單放大或壓縮從而獲得幾百毫瓦功率， 脈沖時間降至30飛秒。
與固體技術比較，由于他們的袖珍型、高效率和低功率要求，超快光纖激光顯示出明顯的優勢。 科學應用明顯地收益于光纖激光系統的*穩定性，特別是在聲音頻率范圍。工業應用界則欣賞其自動化的操控、束點穩定性以及低投入和運行成本。生物光子學和 醫療保健領域用戶對于其易獲得的波長覆蓋面和短相干長度表示滿意。
純光纖振蕩器典型的輸出功率在50毫瓦。光纖放大器可使之達到數百毫瓦。由 于其高峰值功率和相應光纖非線性，近期內不可能通過中心泵浦概念獲得更大的輸出功率。尋求通向100W輸出的道路時目前研究界相當活躍的課題，一個思路是 用大模面光纖放大器和啁啾脈沖放大器，或者使用主振蕩功率放大器(MOPA)的概念，典型的放大器激光是傳統的盤片或棒激光系統。
用光纖振蕩器的MOPA概念具有其自身的優勢，因為功率放大和脈沖產生被內在地分離，并且在振蕩器和放大器之間附加的脈沖選擇器可以容易地減少重復率至千赫量級，無需改變平均功率。
超連續譜產生
由于其高峰值功率，超快光纖激光是產生超連續譜的理想泵浦源，使用光子晶體光纖（PCF）、錐形光纖和高非線性光纖（HNLF）可在近場和可見光段獲得超連續譜。可通過調整光纖參數如模場直徑、色散分布和長度，使得光纖的輸出光譜適應人們的特別需求。
用波長1550nm的超快鉺光纖激光器（高非線性光纖）可產生超連續譜，其覆蓋范圍從900nm到遠遠超出2μm。這個光譜可倍頻產生波長在 480－700nm的可調諧窄線寬可見光，。 如果每nm輸出功率和功率穩定不是最重要的因素，那么相似的結果也可以通過1030 nm鐿光纖激光（光子晶體光纖）獲得。第二種方法的好處是可使用 聲光可調濾波器將專門譜線從光譜中提取。
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