科學(xué)家開發(fā)出首臺可見光飛秒光纖激光器

光纖激光器的實驗裝置圖

加拿大拉瓦爾大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出了第一臺可在電磁光譜的可見光范圍內(nèi)產(chǎn)生飛秒脈沖的光纖激光器，這種能產(chǎn)生超短、明亮可見波長脈沖的激光器可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料加工等領(lǐng)域。通常產(chǎn)生可見光飛秒脈沖的設(shè)備復(fù)雜且低效，光纖激光器則擁有穩(wěn)定可靠、占地面積小、效率高、成本低、亮度高等優(yōu)點，是一種非常有前途的替代方案。但迄今為止，這種激光器還無法直接產(chǎn)生持續(xù)時間在飛秒(10-15秒)范圍內(nèi)的可見光脈沖。

研究團隊負(fù)責(zé)人睿爾·瓦雷表示，他們研制出了首臺能在可見光范圍內(nèi)工作的飛秒光纖激光器。該激光器基于鑭系元素?fù)诫s的氟化物光纖，能發(fā)射635納米的紅光，實現(xiàn)了持續(xù)時間為168飛秒、峰值功率為0.73千瓦、重復(fù)頻率為137兆赫茲的壓縮脈沖。而且，他們在設(shè)備中使用商用藍(lán)色激光二極管作為能量光源，使整體設(shè)計更加堅固、緊湊且具有成本效益。

研究團隊指出，如果在不久的將來能夠獲得更高的能量和功率，可廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。潛在應(yīng)用包括高精度、高質(zhì)量的生物組織消融和雙光子激發(fā)顯微鏡。此外，飛秒激光脈沖還可在材料加工過程中對其進行冷消融，鑒于這一過程不會產(chǎn)生熱效應(yīng)，因此在進行切割時比用更長的脈沖更加清潔。接下來，研究人員計劃改進這項技術(shù)，使裝置完全單片化，這意味著各個光纖光學(xué)組件都將直接互連，將減少裝置的光學(xué)損耗，提高效率，進一步提高激光器的可靠、緊湊和堅固性。他們還在研究提高激光脈沖能量、脈沖持續(xù)時間和平均功率的不同途徑。

審核編輯 黃宇