高功率皮秒激光器解决方案

高功率皮秒激光器以高峰值功率、窄脉冲宽度(ps量级)在材料的精密加工、LED芯片划片，以及OLED切割、太阳能光伏、以及其他科学研究等领域取得广泛的应用。相比于纳秒(ns)脉冲、皮秒激光器具有加工精度高、热效应小、加工边缘无毛刺等诸多优点。相比于飞秒脉冲来说，由于不需要为了放大而进行脉冲展宽和压缩、所以结构相对简单，性价比较高。

1、背景介绍

高功率皮秒激光器以高峰值功率、窄脉冲宽度(ps量级)在材料的精密加工、LED芯片划片，以及OLED切割、太阳能光伏、以及其他科学研究等领域取得广泛的应用。相比于纳秒(ns)脉冲、皮秒激光器具有加工精度高、热效应小、加工边缘无毛刺等诸多优点。相比于飞秒脉冲来说，由于不需要为了放大而进行脉冲展宽和压缩、所以结构相对简单，性价比较高。

由于工业加工对于激光器要求单脉冲能量在μJ量级，而皮秒种子源通常重频在Mhz量级，单脉冲能量是nJ量级，为获得较高的单脉冲能量，通常先将种子源进行降频、然后通过空间放大器实现高单脉冲能量输出。

2、原理

高功率皮秒激光器通常有三部分组成：分别是皮秒种子源、选单器、和放大器组成，通常皮秒种子源选用sesam皮秒光纤种子源激光器，以及光纤耦合声光调制器（AOM），以及自由空间法拉第旋光器（隔离器）、和一级或者多级放大器。

而高增益放大器有三种，光纤放大器、再生放大器、以及多程行波放大器。光纤放大器的优点是输出功率高、增益高、结构简单、但是却受光纤的非线性效应影响，无法获得高单脉冲能量，通常＜10μJ。再生放大器优点是增益高、很容易获得＞200μJ以上的脉冲能量，但是缺点是放大腔内结构复杂，对脉冲序列要求非常高、电控要求也比较高，难度大、成本高，稳定性不易控制。而多行程波放大器是目前工业市场采用的最广泛放大方案之一、结构简单、稳定可靠、成本低、很容易获得高脉冲能量，但是由于单级放大器增益不高、所以需要多级放大获得所需要的增益。

3、器件清单