用于激光频率参数测量的飞秒光学频率梳

近年来随着光纤制造技术和飞秒激光技术的成熟,以掺铒(Er)光纤光学频率梳为代表的频率梳技术,逐步突破了光学 频率测量领域,在长度测量、精密光谱分析、超低相位噪声微波频率产生、精密时间频率传递、温度测量等领域发挥出越来越重 要的作用,已成为许多高端科研领域的基础性工具。 但飞秒光学频率梳所解决的重要问题是对激光频率进行测量。 本文主要 面向激光频率参数测量的需求,研制基于掺 Er 光纤飞秒激光器的光学频率梳,在实现光学频率梳稳定运转的前提下,通过非线 性光学频率变换技术,实现光谱范围从掺 Er 光纤光学频率梳的中心波长向各个待测激光波长的转换,并完成与多个不同波长 激光的拍频信号探测。 目前已验证的飞秒光梳可测频率范围为 500 ~ 2 000 nm;频率稳定度和准确度为 10 -16 量级;线宽为 Hz 量级。 该指标满足了激光频率特性参数测量的需求,为激光绝对频率、频率漂移、线宽等参数的测量提供了基础性的测量工具。     

我国锶原子光钟关键技术研究取得进展“高准确度原子光学频率标准仪的研制与开发”课题通过验收

<正>不久前,由中国计量科学研究院等单位共同承担的"高准确度原子光学频率标准仪的研制与开发"课题顺利通过了国家质检总局组织的专家验收。该课题建立了锶原子塞曼减速器和激光冷却囚禁装置,研制了宽带钛宝石飞秒光梳和铒光纤光梳,完善了多个次级光学频率标准,掌握了锶原子光钟和光纤光梳研究的一系列关键技术,为锶原子光晶格钟和光纤光梳的进一步研究奠定了技术基础。该课题是国家"十一五"科技支撑计划重大项目"科学仪器设备研制与开发"项目中的一项,由中国计量科学研究院、中国科学院武汉物理与数学研究所、北京大学和国防科技大学等4家单位共同承担。主要围绕国际计量学时间频率标准领域的热点前沿方向——冷原子光钟和飞秒光梳,开展锶原子光晶格钟、飞秒光梳和次级光学频率标准3个子课题的研究。     

消息

红外传感器Armstron光学公司的IR106红外传感器模块把160像素×120像素的非致冷微测辐射热计列阵和先进的数字信号处理电路集成在一起。其模块化结构和低功耗特性以及配备的各种附件使其适用于传感器的集成、OEM和热成像系统。这种传感器模块具有真正的功率输入/视频输出能力,而整个系统的控制都是通过内在的RS-232接口实施的。增益、偏益、偏差、变焦、亮度、对比度和图像显示都可通过该接口来控制,而标准的PAL/NTSC/混合视频输出可以通过一个任选的FireWire输出来增强。(摘自《红外》)飞秒激光光学频率梳装置“飞秒激光光学频率梳…     

光频梳在精密测量中的应用

光学频率梳在过去17年间极大地促进了精密科学领域的发展。光学频率梳首先建立了微波频率与光学频率的直接联系,为时频领域的相关研究带来了突破性的进展;在此基础上,利用光学频率梳稳定的频域梳齿特性极大地推动了激光精密计量与测试技术的进步,同时光学频率梳良好的时域相干性也为实现高速、宽带的高精密分子光谱探测提供了前所未有的手段。简述了光学频率梳的产生于发展,综述了光学频率梳在激光频率测定、绝对距离测量和精密吸收光谱探测、高速非线性光谱与光谱成像及高精度时间频率传递应用中的进展。这也说明了光学频率梳作为一种具有优秀时频特性的激光器必将继续推动精密科学领域的发展。     

我国研制高功率光纤飞秒激光技术获成果

正近日,中航工业计量所重点实验室的飞秒激光课题组成功研制1.03μm掺镱光纤飞秒激光器和1.55μm掺铒光纤飞秒激光器。这标志着计量所在腔内色散补偿光纤激光技术方面达到了国内领先水平,也为实现小型化便携式的飞秒激光频率梳奠定了良好的开端基础。光纤飞秒激光器以其小型化、便携化、风冷却、低成     

新型飞秒激光跟踪仪中飞秒激光测距研究

飞秒激光频率梳的出现为研制新型飞秒激光跟踪仪提供了有利工具。为解决飞秒激光跟踪仪中高精度距离测量的问题,研究了飞秒激光光谱分辨干涉原理,使用钛蓝宝石飞秒激光器搭建实验系统对光谱分辨干涉进行实验验证,最后利用快速傅里叶变换方法对实验数据进行处理。实验结果表明:该测量方法可以实现精度为±5μm的距离测量,对新型飞秒激光跟踪仪中的测距研究具有指导意义。     

163 MHz/786 fs高基础重复频率掺镱飞秒光纤激光振荡器

高重复频率光纤激光器因其光斑质量好、集成化程度高、光光转化率高等优势在光学频率梳、工业加工、超高速光学采样等领域有着举足轻重的作用。利用非线性偏振旋转（NPR）的锁模机理,设计并搭建了一款基础重复频率为163 MHz的“十字腔”型孤子锁模光纤飞秒激光器。该激光器锁模后在450 mW的泵浦功率下可以输出200 mW的最大功率,光谱半高宽为30 nm,输出脉宽为786 fs。通过进一步分析激光器泵浦功率与输出功率之间的关系,得到泵浦功率处于400～500 mW时,激光器处于最佳锁模状态,并且可以实现自启动锁模。所设计的激光器由于其更加紧密的光学频率梳齿、更好的成像质量和更快的成像速度,在精密光谱、天文探测等领域具有应用意义。     

NALM锁模全保偏光纤掺铒光学频率梳

飞秒光学频率梳是当今激光技术领域的重要研究方向。实验基于非线性放大环形镜(NALM)锁模激光器实现了全保偏光纤结构的掺铒光学频率梳。在基于NALM锁模的光纤激光器内部加入非互惠相移器,降低了锁模阈值,实现了超短脉冲激光器的自启动。经过脉冲放大和压缩,脉冲的峰值功率可达61.3 kW。将此高功率超短脉冲注入55 cm的保偏高非线性光纤(PM-HNLF)中,激光器的输出光谱被拓展至一个倍频层(1 030～2 200 nm)。辅以f-2f自参考探测技术,成功探测到了信噪比高达40 dB、线宽为40 kHz的载波包络偏频信号(f_0)。此外,通过使用两套电路反馈系统,将f_0信号与激光器重复频率信号(f_r)的频率抖动量分别降低至521.71 mHz和240μHz,实现了相位稳定的掺铒光学频率梳。     

新产品信息

达曼光栅的飞秒测量系列装置通过验收10月20日,中科院综合计划局在上海光机所主持召开了中科院仪器研制项目“达曼光栅的飞秒测量系列装置”验收会。该项目由上海光机所周常河研究员负责承担。验收会专家听取了周常河研究员作的工作报告,审查了测试报告、用户使用报告和经费决算报告等资料,并到实验室现场进行了考察。根据项目合同要求,专家组认为,飞秒测量装置作为飞秒激光应用中重要的标定器,已有的飞秒分光器件主要采用半透半反分光镜,当飞秒激光通过时光束特性会被改变,导致测量误差,因此,采用无色散的分光方法是研究的关键和前沿领域。…     

超短脉冲激光与介质相互作用过程中光学特性的变化

根据雪崩离化模型,分析了飞秒激光脉冲与介质材料相互作用过程中光学特性的变化规律。由于多层膜光学元件的光学特性与材料的折射率密切相关,当飞秒激光照射介质材料时,折射率会随着电场强度分布呈现不同程度的减小,从而会影响光学元件的性能。文中计算了飞秒激光照射多层膜光学元件时的透射光谱曲线,结果表明薄膜材料在发生不可逆损伤之前,光学元件的光谱特性已经发生变化。     

小型化OPCPA激光装置

在上海市市委、市政府隆重召开的上海市科学技术奖励大会上，由中国科学院上海光机所强光光学重点实验室完成的“小型化OPCPA(光学参量啁啾脉冲放大)超短超强激光装置研究”荣获2003年度上海市科学技术进步奖一等奖。     

太赫兹双梳光谱中重复频率差影响的研究

太赫兹双梳光谱技术因其高频率分辨率和高灵敏度等优点,近年来成为一种有力的光谱测量技术。为了提高光谱系统的探测性能,本文分析了双梳光谱技术在时域和频域中的采样原理及方法,基于两台飞秒激光器搭建了一套重复频率可调的太赫兹双梳光谱系统。通过改变一台光频梳的重复频率,系统地研究了不同重复频率差对太赫兹双梳光谱系统性能的影响。结果表明有效范围内的重复频率差越小,探测到光谱质量越高。当重复频率差为10 Hz时,太赫兹双梳光谱系统的探测性能最佳。此研究为太赫兹双梳光谱技术选择最合适的重复频率差提供了方法。     

飞秒激光频率梳精密测距技术综述

高精度绝对距离测量在科技发展中具有重要的作用,传统的测量方法已无法满足日益提高的测量要求。光学频率梳是重频和相位完全锁定的锁模脉冲激光,具有很高的空间、时间和频率分辨率。基于光频梳的测距技术由于在大尺寸计量及未来空间任务中的应用潜力引起了极大关注。介绍了光频梳测距技术的发展与现状,重点介绍了5种测量原理,包括合成波长干涉法、多波长干涉法、色散干涉法、双光梳干涉法和飞行时间法。     

飞秒激光加工最新研究进展

飞秒激光作为一种先进的加工技术,以其"冷加工"、多光子非线性效应、突破衍射极限等特质可实现对任意材料由微纳到宏观尺度复杂三维零件的精密加工,在微纳和精密机械、微纳电子、微纳光学、表面工程、生物医学等领域展露了巨大的市场应用前景。文章重点针对近三年来飞秒激光刻蚀、切割、制孔、功能表面制备、体内加工和聚合加工的研究进展进行综述,并探讨了飞秒激光在与材料相互作用机制、加工精度、加工方式、加工对象等方面面临的机遇和挑战。     

532nm碘稳定固体激光频标装置

“532nm碘稳定固体激光频标装置”的成功研制，将使我国的计量基准再上台阶。由中国计量科学研究院研制的这一具有我国自主知识产权的高新技术装备，其激光频率稳定度和复现性等技术指标，已跻身国际先进水平的前列。不久前该成果通过了由国家质检总局组织的专家鉴定。     

超精密激光测长系统

<正> 日本和泉电气公司开发的MG—1000型超精密激光测长系统,巳开始订货。该系统以频率稳定的氦——氖激光为光源,采用了独特的光学干涉技术和微电子技术。每台标准装置的价格为300万日元。该机由激光装置、显示器、角形棱镜干涉仪、光束分离器、移动角形棱镜等构成,是一种应用迈克耳     

飞秒激光无碎屑加工不锈钢血管支架

经皮冠状动脉植入血管支架是解决心血管堵塞的主要手段.管状心血管支架主要采用纳秒激光加工,但存在热效应大、熔渣碎屑残留、以及复杂后处理等问题.因此,利用高重复频率红外飞秒激光对不锈钢血管支架进行加工,研究飞秒激光烧蚀作用机理,分析材料的去除过程,研究激光能量密度、平台进给速度、激光脉冲重复频率等加工工艺参数对加工表面的影响规律,研究结果表明:高重复频率低能量密度下飞秒激光加工具有良好的表面质量和加工效率;在激光能量密度、脉冲重复频率、进给速度、气体压力分别为1.99J/cm2、100 kHz、24.6 mm/min、0.1 MPa时,实现了热影响区小、无碎屑残留且没有重凝层的高质量血管支架切割,并且在其表面加工了直径为30 μm的储药孔.     

飞秒激光烧蚀不锈钢的实验研究

进行了飞秒激光烧蚀不锈钢(SUS420)的工艺实验研究。采用波长为780nm,脉宽为164fs,频率为1k Hz的飞秒激光照射不锈钢。对比分析了长短脉冲激光烧蚀不锈钢的作用过程,计算了单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值和烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数,研究了不同激光参数烧蚀不锈钢的工艺规律。结果表明:飞秒激光烧蚀金属材料的过程中对加工区域周围具有较小的热影响;单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值为0.25J/cm2,烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数为0.68;飞秒激光脉冲能量对烧蚀孔孔径的增加比较明显,脉冲数量对烧蚀孔孔深的增加比较显著。     

首台白光激光雷达研制成功

由中科院武汉物理与数学研究所研制的我国首台“白光激光雷达装置”通过验收。据悉,白光激光雷达装置打开了一条遥感探测大气的新途径。白光激光雷达是激光雷达的一个重要新兴领域,它利用高功率飞秒激光在大气传输中产生的超连续光谱辐射效应实现对大气介质宽光谱范围的空间分辨遥感探测。白光激光雷达相对传统激光雷达具有宽的光谱探测能力。     

科学家利用飞秒激光刻蚀技术实现了金属表面特性的精确控制

美国纽约罗彻斯特大学光学研究所的郭春雷教授联合穆罕默德·埃尔卡巴什教授,在等离激元杂交模型的指导下,利用飞秒激光加工技术控制表面纳米结构的形态,从而实现对光谱吸收的更多控制,并首次证明了可以将飞秒激光诱导的金属表面用于高温选择性太阳能吸收器(SSA)。