近日，華日激光推出 LumiFemto HE 百瓦毫焦飛秒光纖激光器，是國內首臺同時實現功率>100W 、單脈沖能量>1mJ 的光纖飛秒激光器。
該產品由武漢華日精密激光股份有限公司（簡稱“華日激光”）自主研發。2023年1月起，這家國內超快激光龍頭企業訂單量較去年同期大幅增長，營收保持20%的復合增長。
產品信息
▲LumiFemto HE 百瓦毫焦飛秒光纖激光器（來自官微）
飛秒激光技術是一種先進的眼科治療方式，可用于治療多種眼部疾病，包括屈光不正，白內障和青光眼等，具有高精度、快速恢復和低并發癥等優點，是目前眼科治療領域的一種重要選擇。
LumiFemto HE 飛秒激光器在100kHz的重復頻率下，實現平均功率輸出110W，脈沖寬度可低至 250fs 的超短脈沖輸出，單脈沖能量>1mJ。該激光器全功率段，加工脈寬穩定無變化，是國內首次實現單纖突破毫焦的百瓦飛秒光纖激光器量產機，打破國外產品壟斷局面。
較目前市面上現有的百瓦毫焦產品，LumiFemto HE 是目前國內單脈沖能量最大的飛秒光纖激光器，兼顧大單脈沖能量、窄脈寬（＜300fs）、高平均功率和高重復頻率等特點，同時支持脈沖串或 GHz 脈沖串功能。
▲LumiFemto HE 具體測試數據（來自官微）
LumiFemto HE 激光器的應用領域包括：高速微納切割和鉆孔、顯示面板切割、大幅面表面微結構、微電子領域、生命科學成像、光譜學領域和高次諧波以及阿秒脈沖的產生等。
研發背景
2023年10月，瑞典皇家科學院宣布將本年度諾貝爾物理學獎授予皮埃爾·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）、費倫茨·克勞斯（Ferenc Krausz）和安妮·呂利耶（Anne L’ Huillier）三位科學家，以表彰他們在實驗中產生阿秒激光脈沖并將其運用到物質中電子超快動力學的探測上。
阿秒光源的產生和應用使人們可以在原子尺度上捕捉電子的超快運動，為揭示微觀量子世界的基本動力學過程提供了強有力的探測手段，同時它也催生了“阿秒物理”這一全新的研究領域。
值得一提的是，阿秒脈沖激光的產生依賴于“啁啾脈沖放大”技術：通過降低激光脈沖的頻率并增加其強度，從而實現了對激光脈沖的壓縮。產生激光超短脈沖的技術常稱為鎖模技術（mode locking)，在此基礎上誕生了超短飛秒激光脈沖，在飛秒尺度(1×10^-15)的時間分辨率上，就可以觀察到物質化學反應的中間過程。
目前市面上鮮有百瓦毫焦飛秒激光器，要實現大能量和高功率飛秒脈沖輸出，主放大是關鍵，而主放大基本都是采用啁啾脈沖放大技術。
光纖啁啾脈沖放大由于結構簡單，可以多級放大，光纖表面積體積比大，散熱性能好，而且光纖的波導結構使得激光輸出光束質量優異，但受限于光纖中非線性效應，光纖產生的單脈沖能量難以突破毫焦的瓶頸。隨著平均功率的增加，有源光纖的熱負荷急劇上升，熱效應在減小模場面積的同時，會引發橫模不穩定現象，這也是光纖難以實現大能量、高功率的難點所在。
針對上述光纖放大中的問題與難點，華日激光在多年高功率超快光纖激光研究的基礎上，結合獨有的結構設計，攻克了光纖放大過程中的非線性效應和橫模不穩定兩大技術難題，成功研發出 LumiFemto HE 百瓦毫焦飛秒激光器。
華日激光
武漢華日精密激光股份有限公司成立于2003年，總部位于中國武漢，公司秉承“用激光工具改變生活”的愿景，致力于為全球用戶提供穩定可靠的高端激光器產品和激光應用解決方案。
華日激光針對光醫學市場推出的 Med 系列激光器，可用于多種眼科手術，激光器可以精確地調節激光功率和脈沖寬度，以保證手術的安全性和效果，同時針對多種電磁環境進行抗干擾設計，具備長期穩定運行的特點。該產品系列即將進入臨床前期階段，將對國產化飛秒激光器在眼科領域的應用將帶來重大突破。
2014年，華日激光收購加拿大皮秒激光器公司Attodyne，成為首家成功并購國外超快激光器公司的中國企業。2017年，華日激光正式成立飛秒產品線，負責飛秒級超快激光器的產品研發和工程化。2021年，新加坡南洋理工大學和英國南安普頓大學光電子研究中心光電子專業博士陳少祥，回國加入華日激光，負責研發新型高功率大能量飛秒激光器，并承擔重點項目“百瓦毫焦飛秒激光器”的研發工作。
