當前全球超快激光市場由海外超快激光廠商主導，國內(nei) 市場而言，當前大部分產(chan) 品仍舊依靠進口。如今，國內(nei) 激光廠家也紛紛投入到超快激光研發中來，在前幾期的《超快激光加工專(zhuan) 題》文章裏麵，我們(men) 提及了不少目前國內(nei) 已經涉足超快激光加工的企業(ye) ，本媒認為(wei) ，隨著我國巨大的市場需求，超快激光一定是一個(ge) 新的藍海市場，它將成為(wei) 激光產(chan) 業(ye) 一個(ge) 強有力的增長點！

inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 中國傳(chuan) 統製造業(ye) 正麵臨(lin) 深度轉型和升級，激光技術在消費電子、新型顯示、激光內(nei) 雕、生物醫療等領域獲得了越來越多的應用，這些新的需求對激光加工精細度的要求變得更加苛刻。超快激光加工技術與(yu) 傳(chuan) 統激光技術相比具有很多優(you) 點，加工精度高，應用範圍廣泛，無明顯熱效應。我國超快激光器行業(ye) 處於(yu) 快速成長階段，國內(nei) 主要企業(ye) 開始展開在超快激光領域的布局，有望較快占領國內(nei) 市場並實現出口。

超快激光-激光器家族的年輕成員

按照輸出形式分類，超快激光屬於(yu) 超短脈衝(chong) 。在工業(ye) 上，通常將激光分成連續波、準連續、 短脈衝(chong) 、超短脈衝(chong) 四類。連續波以多模連續光纖激光器為(wei) 代表，占據了當前工業(ye) 市場的大部分份額。準連續波又稱長脈衝(chong) ，可產(chan) 生 ms~μs 量級的脈衝(chong) ，占空比為(wei) 10%，這使得 脈衝(chong) 光具有比連續光高十倍以上的峰值功率。短脈衝(chong) 指的是 ns 量級的脈衝(chong) ，廣泛的應用 於(yu) 激光標刻、鑽孔、醫療、激光測距、二次諧波的產(chan) 生、軍(jun) 事等領域。超短脈衝(chong) 則是我們(men) 所說的超快激光，包括達到ps、fs 量級的脈衝(chong) 激光。

所謂超快激光，是指脈衝(chong) 寬度在皮秒(ps，− s)量級及以下的脈衝(chong) 激光。納秒、皮秒、 飛秒都是時間單位，1ns=10−9 s，1ps=10−12 s，1fs=10−15 s。這個(ge) 時間單位，表示 的是一個(ge) 激光脈衝(chong) 的脈衝(chong) 寬度，簡言之就是在如此短暫的時間內(nei) 輸出一個(ge) 脈衝(chong) 激光。由於(yu) 其輸出單脈衝(chong) 時間非常非常短，因此這樣的激光稱為(wei) 超快激光。

激光技術誕生以來，超快激光就是激光研究的重點。1960 年，第一台激光器--紅寶石激光器問世為(wei) 超快過程的研究打開了門戶，隨後出現的調 Q 技術和鎖模技術使得超快激光取得了長足進步。20 世紀 80 年代，超快光譜學發生了革命性的變化。對撞脈衝(chong) 鎖模(CPM)的 概念引入了染料激光器，皮秒激光脈衝(chong) 被壓縮到了飛秒(fs)時域，產(chan) 生了 100 fs 的脈衝(chong) 。但是克爾效應導致的自聚焦及元件損傷(shang) 的問題限製了超寬激光的進一步發展。直到1985年 CPA 技術的出現，解決(jue) 了這一難題，成為(wei) 了超快激光發展史上的裏程碑。

在 CPA 技術誕生之前，調 Q 技術與(yu) 鎖模技術是超快激光普遍采用的技術。所謂調 Q 就是指調節激光器的 Q 值的技術。在激光器泵浦的初期， 把諧振腔的 Q值調得很低，使激光器暫時不滿足振蕩條件，在泵浦脈衝(chong) 的激勵下獲得很高 的粒子數密度時，再迅速調大諧振腔的 Q 值，此時反轉粒子數密度遠大於(yu) 閾值反轉粒子數 密度，激光振蕩迅速建立並達到很高的峰值功率，同時反轉粒子數迅速被耗盡，脈衝(chong) 很快結束，這樣就獲得了具有窄脈衝(chong) 寬度和大峰值功率的激光脈衝(chong) 。利用調 Q 技術能夠建立納秒脈衝(chong) 的輸出。

鎖模是激光器產(chan) 生超短脈衝(chong) 的重要技術。激光器光腔 內(nei) 存在多種模式的激光脈衝(chong) ，當這些模式相互間的相位實現相長幹涉時才產(chan) 生激光超短脈衝(chong) 或稱鎖模脈衝(chong) 輸出。鎖模一般分為(wei) 兩(liang) 類:一類是主動鎖模，另一類是被動鎖模。前者是從(cong) 外部向激光器輸入信號周期性地調製激光器的增益或損耗，達到鎖模;後者則采用飽和 吸收器，利用其非線性吸收達到鎖定相對相位，產(chan) 生超短脈衝(chong) 輸出。

鎖模技術出現以後，利用鎖模技術產(chan) 生具有皮秒及 飛秒脈寬的超短脈衝(chong) 激光，這類脈衝(chong) 激光不僅(jin) 可以用來研究觀察分子、原子等微觀世界粒 子的超快動力學行為(wei) ，揭示掩蓋在瞬態過程中的科學現象與(yu) 規律，而且比納秒乃至微秒等 長脈衝(chong) 激光具有高數個(ge) 量級的峰值功率。因此進一步放大超短脈衝(chong) 激光，是產(chan) 生高峰值功 率激光的當然選擇。但隨著激光峰值功率的提高，人們(men) 麵臨(lin) 的一個(ge) 重要問題是激光在達到 放大飽和前，就由於(yu) 強度依賴的克爾效應導致的自聚焦及元件損傷(shang) ，正是由於(yu) 該原因，激 光強度的進一步發展遭遇了巨大瓶頸。直到 1985 年，當時在美國羅切斯特大學工作的G érard Mouro 教授和他的博士生Donna Strickland 巧妙地提出了啁啾脈衝(chong) 放大(Chirped Pulse Amplification，CPA)的概念，從(cong) 而有效解決(jue) 了這一矛盾，引發了激光峰值功率的飛躍。