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                    紅光獎專欄

                    光越科技(深圳)有限公司
                    入圍:激光器件創新貢獻獎

                    來源:激光制造網2021-04-14

                    高穩定多點復用光纖皮秒種子源

                    主要用途:該產品可用于工業皮秒激光器的種子源,也可運用于超快光譜學、生物光子學、非線性光學現象的研究等領域。


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                    產品主要技術指標描述

                    1)中心波長:1064.3±0.2 nm;2)脈沖寬度:<10 ps;3)脈沖能量:>1 nJ;4)重復頻率:20±1 MHz;5)3 dB光譜帶寬:<0.4 nm;6)SMSR:>40 dB;7)功率穩定性:<1%;8)同步輸出:TTL;9)工作壽命:>40000 h;10)消光比:>23 dB。


                    產品特點

                    1) 工作壽命大幅度提升:采用專利保護的腔內偏振及空分多點復用方案,大幅度提升種子源產品的工作壽命,實現種子源產品的連續工作壽命大于40000小時,比通用的單點工作時的工作壽命提升了8倍以上;

                    2)功率穩定性顯著提高:實時監控種子源輸出功率,并通過主控芯片和軟件PID算法,主動調控輸出功率,實現種子源的輸出功率穩定性低于1%, 比無主動調控功能的種子源的功率穩定性提升了3倍以上;

                    3)自愈及自動切換技術:實時監控種子源其它輸出性能,并通過主控芯片及軟件完成自主診斷及自動切換,實現輸出性能穩定、免維護的超長工作壽命種子源產品。

                    4)全保偏結構系統設計:采用保偏光纖與偏振相關器件搭建系統,保證腔內單一偏振態激光振蕩,實現一鍵開機自鎖模,提升系統抗干擾性;

                    5) 全光纖器件化集成設計:采用優化的結構設計和完善的工藝流程,將鎖模核心SESAM片集成為散熱良好、性能穩定的高可靠性光纖器件,提升系統可靠性;

                    6) 色散及濾波控制技術:綜合考慮腔內的二階、高階色散以及非線性系數,選用合適的色散補償器件以及濾波器件,控制好腔內的色散及非線性,獲得具有優良光譜特性的穩定皮秒短脈沖輸出。


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                    圖二 種子源鎖模光路原理圖


                    附圖說明:圖二為光纖皮秒種子源鎖模光路原理圖,由1空分復用SESAM反射端子、2保偏波分復用器、3稀土摻雜保偏增益光纖、4保偏布拉格光纖光柵構成全光纖的線型諧振腔;由5泵浦源和6泵浦保護器提供激勵源;7保偏隔離器尾端為監控端及激光輸出。


                    產品創新

                    1、技術團隊:作為該項目的實施主體的研發團隊有博士2名,碩士3名,現已發表相關SCI論文4篇,相關的授權實用新型專利6項,目前處于公開實審的發明專利5項;團隊成員主持國家自然科學基金項目1項;作為校企合作研發項目,本項目獲得第六屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽銅獎、第十三屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽銀獎等獎項。

                    2、技術來源:自主獨立研發。

                    3、產品創新點:

                    1)采用SESAM多點位置復用以及自動切換技術大幅度提升工作壽命,實現光纖皮秒種子源的連續工作壽命大于40000小時;

                    2)內部集成主控芯片及PID算法自洽程序,實時監控種子源輸出性能并自主診斷,實現輸出功率穩定性小于1%、免維護超長工作壽命種子源產品;

                    3)優化腔內參數設計及SESAM反飽和吸收特性、抑制調Q不穩定性等方法,最大程度的減緩SESAM的損傷程度、有效提升種子源單脈沖能量大于1 nJ。

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                    圖三 空分復用SESAM反射端子


                    附圖說明:圖三為聚焦式在線空分復用SESAM反射端子,其中包括空分復用模塊1、偏振可變雙尾聚焦器2、Savart棱鏡3和SESAM片4。通過控制偏振可變雙尾聚焦器的入射光偏振方向,偏振方向正交的兩束線偏光通過Savart棱鏡后,聚焦在SESAM表面的不同位置處,實現信號光斑在SESAM表面的位置切換,可以很便捷的提升單個SESAM片的工作壽命。


                    市場情況

                    目前國內及國際同行業的皮秒種子源普遍存在工作壽命較短、單脈沖能量過低及功率穩定性一般等問題:

                    1)? 針對種子源工作壽命較短問題,我司采用專利保護的腔內偏振及空分的多點復用方案,大幅度提升皮秒種子源產品的工作壽命,實現連續工作壽命大于40000小時,比市面上通用皮秒種子源產品工作壽命提升8倍以上;

                    2)? 目前市面上大部分皮秒種子源輸出單脈沖能量遠低于1 nJ,皮秒激光器后期的選脈沖、功率放大需要較高的單脈沖能量,我司采用優化腔內參數設計及SESAM反飽和吸收特性等方法,有效實現種子源單脈沖能量大于1 nJ;

                    3)? 種子源的功率穩定性直接決定著整個皮秒激光器的功率穩定性,目前市面上皮秒種子源的功率穩定性一般在3%以下,我司采用內部集成主控芯片及PID算法自洽程序使種子源的功率穩定性有效控制在1%以下;

                    光越科技是一家生產和供應光無源器件為主、具有優良品牌口碑的國家高新技術企業;光纖皮秒種子源內大多數元器件我司都能自產,在性價比、規?;?、交付速度、定制化產品以及售后都能有較好的保證。


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