Anatoly Grudinin是Fianium公司的首席執行官兼創始人,這是一家英國的光纖激光器公司,側(ce) 重於(yu) 大產(chan) 量的超快光纖激光器,用於(yu) 生物醫療和工業(ye) 市場。自從(cong) 1980年加入俄羅斯科學院Lebedev物理實驗室以來,Grudinin就一直從(cong) 事光纖光學工作。在1992年到2003年間,Grudinin在英國Southampton大學工作,從(cong) 事超快光纖激光器和非線性光學纖維研究。
記者:超快光纖激光器是如何工作的?
Anatoly Grudinin:在很多方麵,超快光纖激光器類似於(yu) 傳(chuan) 統的連續波或納秒光纖激光器。這種激光器裝上了主振蕩功率放大器係統。從(cong) 結構上看,激光器同樣產(chan) 生持久的、納秒或皮秒脈衝(chong) 。主要的差別體(ti) 現在主振蕩器上。
在Fianium公司的時候,我們(men) 用半導體(ti) 可飽和吸收鏡(SESAM)作為(wei) 腔反射鏡之一,SESAM的神奇之處在於(yu) 它的反射率隨著亮度而增長,促進了超短脈衝(chong) 的產(chan) 生。
簡單來說,一個(ge) 鎖模光纖激光器的零件非常少,並沒有比一般的光纖激光器複雜,所以隻要組件(SESAM, 摻雜質的光纖, 鏡子等)良好,這種激光器就很容易組裝成功。
就我們(men) 而言,在一個(ge) 小於(yu) 10皮秒的超快脈衝(chong) 中,振蕩器能夠產(chan) 生數十皮焦的脈衝(chong) 能量。這個(ge) 能量可以采用高效的二極管泵浦光纖放大器進行放大。這些都是在光纖裏麵進行的工作,無須大量的光學係統、機械調整和散熱裝置等。
記者:為(wei) 什麽(me) 超快光纖激光器這麽(me) 重要?
Anatoly Grudinin:我相信光纖激光器是超快技術的未來,持續的研究可以擴展她的能力和應用。
超快光纖激光器能夠產(chan) 生很高的峰值功率,甚至超過幾十兆瓦,光纖和其他組件都有非線性效應。在過去20年,對超快光纖激光器的研究已經取得了一些重要的科研成果,最近,還製造出了有競爭(zheng) 力和高品質的商用設備。
在這方麵,我們(men) 有兩(liang) 個(ge) 主要的研究方向。第一個(ge) 是開發高峰值功率或短脈衝(chong) 激光器。第二個(ge) 是采用新材料製作新型光纖激光器,如光子晶體(ti) 和金屬材料。這些新材料不僅(jin) 能增加激光器的新功能,還可以擴寬波長範圍,這點在傳(chuan) 統激光器上很難實現。
記者:目前最主要的應用是什麽(me) ?
Anatoly Grudinin:一般說來,超快光纖激光器用在科研上比較多。我們(men) 看到多個(ge) 科研領域采用了這種激光器,如生物醫學成像、半導體(ti) 製造、檢測和計量、光伏製造和激光眼科手術。很多終端用戶比較欣賞這種激光器的優(you) 點,可以預測未來3-5年,超快光纖激光器將會(hui) 迅速增長。
記者:最近在這個(ge) 領域最大的科研成果是什麽(me) ?
Anatoly Grudinin:無疑是商用光子晶體(ti) 光纖(PCFs)的發明。PCFs 促進了光纖散射和非線性管理,這點傳(chuan) 統光纖和光學元件是做不到的。該成果可以導致采用直接方式對光纖脈衝(chong) 進行控製和管理。
結合超快光纖激光器產(chan) 生的高峰值功率,PCF讓我們(men) 看到基於(yu) 光纖的係統的美好前景。最明顯的例子是超連續統一體(ti) 光纖激光器——這種激光器產(chan) 生的白光亮度的數量級比太陽還高。
在另一方麵,空心PCFs能夠加強光脈衝(chong) 在空氣中的傳(chuan) 播。這種光纖能夠用來生產(chan) 和傳(chuan) 遞非常高的峰值功率(>10 MW),甚至可以傳(chuan) 遞紫外光。
記者:目前超快光纖激光器所麵臨(lin) 的最大挑戰是什麽(me) ?
Anatoly Grudinin:目前最大的挑戰是要改變人們(men) 心目中超快光纖激光器是複雜昂貴的印象。這是一個(ge) 巨大的障礙,妨礙了超快光纖激光器進入工業(ye) 加工市場。但是,我認為(wei) 這種情況將在不久的將來出現變化。作為(wei) 光纖激光器的一個(ge) 分支,超快激光技術將會(hui) 得到更加廣泛的商業(ye) 應用。
記者:下一步的突破將會(hui) 是什麽(me) ?
Anatoly Grudinin:回顧可調諧超快技術的發展,特別是染料激光器和鈦藍寶石激光器。我預測這種演變將繼續,直到鈦藍寶石激光器退出曆史舞台。新的產(chan) 品將是寬範圍可調諧的飛秒係統,由超快光纖激光器和客戶定製PCF組成。按目前的發展速度,這些並不遙遠。
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