飞秒(fs),是标衡时间长短的计量单位,1秒的一千万亿分之一即为1飞秒,是目前人类能够获得且工业化应用的最短脉冲。飞秒激光具有峰值功率超高、精确靶向聚焦定位、频谱范围极广等特点,可实现高精细、低损伤加工,可广泛应用在工业激光加工、医疗美容、光伏、新材料、集成电路、航空航天等产业中。飞秒激光可实现高功率、极紫外光源。
在全球范围内,激光主要应用在材料加工、通信等领域。受人工智能、5G等新兴产业发展拉动,高硬度、高脆性新材料的加工需求日益旺盛,高功率激光需求增长更为迅速。在精细加工方面,飞秒激光的优势明显,因此高功率飞秒激光研究热情高涨。我国是全球最大的激光市场,2020年,国内激光器市场在全球总市场中的份额占比达到65%以上,且需求增速高于全球平均水平,高功率飞秒激光行业发展空间更大。
奕力科技是中科院光电研究院超快激光技术研发中心的运营依托单位,2019年,公司成功研发并生产出2款“高功率飞秒激光器”产品,其中“透射式单光栅多通可调谐脉冲展宽装置”技术获得了国家发明专利授权。
新思界
行业分析人士表示,飞秒激光频谱范围极广,可作为极紫外先进光源,进一步提高飞秒激光的加工性能。此外,通过高重复频率、高峰值功率飞秒激光产生的极紫外飞秒光学频率梳,可以应用在光学频率精密测量、紫外非线性光学、量子电动力学等科研方面。
2018年,日本产业技术综合研究所与东京大学、早稻田大学合作,利用极紫外飞秒激光实现了对合成石英进行热影响非常小的激光加工。2018年6月,中国科学院光电技术研究所承担的两项科技部重大仪器专项——基于飞秒激光的太赫兹时域光谱仪和软X射线/极紫外无谐波光栅单色仪完成了技术验收工作。
我国政策对高功率、极紫外飞秒激光技术发展也极为重视。“十四五”国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项|——高功率、高性能极紫外飞秒激光技术(共性关键技术)中提出,研究高功率飞秒激光系统中的增益、色散与非线性调控,相干合成及非线性压缩技术;研究飞秒激光时频锁定、紫外波段相位控制与可调谐技术。未来我国高功率、极紫外飞秒激光技术将不断进步。