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推动THz时域光谱仪国产化的利器

 发布时间:2021-06-01 点击量:196

2004年,美国政府将THz科技评为“改变未来世界的若干技术”之一,而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱重点战略目标”,举全国之力进行研发。2005年11月22日,以“太赫兹科学技术的新发展”为主题的第270次香山会议在北京召开。此次会议为之后我国THz技术的发展奠定了坚实的基础。2012年10月由北京市科学技术委员会组织的“基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪开发项目”申报国家重大科学仪器设备开发专项项目立项获中华人民共和国科学技术部审批通过。目前THz时域光谱技术已经开始商业化运作,世界范围内已经有多家企业开始生产商用THz时域光谱仪,主要是美国,欧洲和日本的厂家。THz时域光谱技术的基本原理是利用飞秒脉冲产生并探测时间分辨的THz电场,通过傅立叶变换获得被测物品的光谱信息,由于大分子的振动和转动能级大多在THz波段,而大分子,特别是生物和化学大分子是具有本身物性的物质集团,进而可以通过特征频率对物质结构、物性进行分析和鉴定。国内已有众多科研机构在研发相关太赫兹器件,并且已经取得了令人瞩目的成果。然而,该领域所涉及的大部分核心部件都要靠进口,这在很大程度上限制了我国太赫兹技术的发展。其中,成本占比最高的飞秒激光器长期以来一直都被国外厂商垄断。

受益于固体激光技术与光源起步较早,钛宝石飞秒激光器最初成功地抢占了飞秒激光市场,而其昂贵的售价及价格不菲的维护费,使得国内众多科研单位望而止步,这对科学技术的发展产生了很大的影响。钛宝石飞秒激光器体积过大,需要占据较大的实验室空间。更为重要的是,钛宝石飞秒激光器使用环境严苛,不仅需要安置于超净间,而且还需要恒温恒湿等条件,特别不适用于太赫兹时域光谱仪的集成。

随着光纤激光器的兴起,这种小体积的飞秒光纤激光器也受到了极大的关注,光纤超快光源不需要像钛宝石飞秒激光器那么严格的使用环境以及高昂的费用。借此契机,朗研光电多年来一直致力于超快光纤激光器的研发、生产和销售工作。目前,已面向科研和工业市场上成功推出了532nm、780nm、920nm、1040nm、1064nm、1560nm多个波段的超快光纤激光器。其中,780nm和1560nm是激发太赫兹波常用的两个波段。

随着THz时域光谱仪的快速国产化,朗研光电根据客户需求,向市场推出了飞秒光纤激光器模块ErFemto Elite,该模块在不影响性能的情况下可以实现高度集成化的要求,打破了国外光纤激光器厂家对这类行业的垄断。朗研光电自主研发的这款激光器的输出功率抖动(RMS)小于0.5%@12h,已经获得了行业客户的认可。该光源可输出1560nm波段,脉冲宽度小于100fs,典型重复频率在100MHz,平均功率最高可达140 mW的高质量超短激光脉冲,采用单路/双路保偏光纤输出。该产品基于高效的泵浦保护技术,全自动锁模脉冲技术,低非线性、低噪声光纤放大技术,具备了体积小以及极高的可靠性和稳定性等特点,可满足客户在系统集成方面的需求。朗研光电以创新回报社会,正与国内各大研发机构及企业积极开展合作,希望在THz时域光谱仪国产化的过程中做出更多的贡献。