广东激光器种子源研发

高性能种子源需满足三大关键指标以支撑超短脉冲输出：一是脉冲宽度稳定性，需控制脉冲宽度波动＜5%（长期），避免下游放大后脉宽展宽不均 —— 例如飞秒激光加工中，脉宽波动过大会导致材料 ablation（烧蚀）深度不一致，影响加工精度；二是载波包络相位（CEP）稳定性，CEP 漂移会破坏超短脉冲的电场周期性，而高性能种子源通过主动稳频技术（如 f-2f 干涉法）可将 CEP 抖动控制在百阿秒（as）级，为阿秒激光生成、量子调控等前沿领域提供基础；三是低噪声特性，种子源的强度噪声与相位噪声会被放大器放大，需通过窄线宽增益介质（如掺铒氟化物光纤）与被动锁模优化，确保脉冲序列的时间域纯净度。异步采样飞秒种子源是一种高质量、高效率、高精度、易于控制的飞秒种子源。广东激光器种子源研发

皮秒光纤激光器种子源主要基于锁模技术实现超短脉冲输出。在光纤激光器谐振腔内，增益介质提供光放大，而锁模机制用于控制光脉冲的形成。主动锁模通过周期性调制腔内损耗或相位，使激光脉冲在腔内往返过程中不断压缩，输出皮秒量级的脉冲。被动锁模则利用可饱和吸收体的非线性光学特性，如碳纳米管、石墨烯等材料，对不同强度的光具有不同吸收系数，强光透过率高，弱光吸收强，从而实现脉冲的选模和压缩。此外，还可通过非线性偏振旋转锁模，利用光纤的双折射特性和偏振相关器件，在腔内形成强度依赖的相位调制，实现稳定的皮秒脉冲输出，这些技术共同保障了皮秒光纤激光器种子源的高效运行脉冲输出。光梳频种子源发展固体激光器种子源具有结构简单、稳定性好的特点，适用于高精度测量和加工领域。

激光器种子源是激光系统的 “源头”，其提供的初始信号决定了整个系统的主要性能。激光系统通常由种子源、放大器、光学调制器等构成，种子源输出的初始激光具备优异的单色性、相干性和方向性，为后续放大环节奠定基础 —— 若初始信号质量不佳，即便经过多级放大，也会因噪声累积导致激光性能劣化。例如在惯性约束核聚变实验中，种子源的线宽直接影响激光聚焦后的能量密度；激光雷达系统里，种子源的相干长度决定了探测距离与分辨率。可以说，种子源的参数（如波长、脉冲宽度）是整个激光系统性能的 “基准线”。

为了提高种子源的输出功率和稳定性，研究人员不断探索新的材料和结构。在材料方面，新型增益介质的研发成为热点。例如，近年来对掺杂稀土元素的玻璃材料研究取得进展，这种材料具有更宽的增益带宽，能够在一定程度上提高种子源的输出功率，并且其热稳定性优于传统材料，有助于提升稳定性。在结构设计上，研究人员创新设计激光腔结构。通过采用新型的折叠腔结构，有效增加激光在腔内的往返次数，提高增益效率，进而提升输出功率。同时，引入先进的反馈控制系统，实时监测种子源的输出特性，当发现功率或稳定性出现波动时，迅速调整腔内的光学元件参数，如反射镜的角度、腔内光程等，确保种子源始终处于比较好工作状态，满足不同应用场景对种子源高性能的需求 。皮秒种子源的能量密度高，能够瞬间产生大量的热能，有效地破坏色素颗粒和病变组织。

激光器种子源之所以能实现从可见光到红外波段的宽范围波长选择，在于增益介质的多元化与波长调控技术的成熟，不同波段的覆盖匹配了各领域对激光波长的差异化需求。在可见光波段（400-760nm），半导体种子源是实现路径：通过调整 Ⅲ-Ⅴ 族半导体材料组分，如 GaInP/GaAs 量子阱结构可输出 635-670nm 红光，AlGaInP 材料能实现 532nm 绿光，而 GaN 基半导体则可覆盖 405-450nm 蓝光与紫外波段。这类种子源广泛应用于激光显示（如 RGB 激光投影的红光种子）、生物荧光激发（488nm 蓝光种子用于流式细胞仪），其窄线宽特性可保证光源颜色纯度，避免色偏问题。重频锁定飞秒种子源是一种基于重频锁定技术的飞秒种子源。光梳频种子源发展

激光器种子源的性能直接影响激光器的输出功率、波长、脉冲宽度等参数。广东激光器种子源研发

皮秒光纤激光器种子源巧妙融合了光纤激光技术和超快激光技术的优势。光纤激光技术赋予种子源良好的光束质量和稳定性，光纤的波导结构能有效约束激光，使其在传输过程中保持低损耗和高稳定性。而超快激光技术则让种子源具备极短的脉冲宽度，达到皮秒量级。这种超短脉冲蕴含着极高的峰值功率，在材料加工领域，可实现对材料的冷加工，即加工过程中几乎不产生热影响区，能精确切割、钻孔，加工出亚微米级别的精细结构。在科研领域，皮秒脉冲可用于超快动力学研究，捕捉物质瞬间的变化过程，为探索微观世界的奥秘提供有力工具。广东激光器种子源研发