高重频飞秒激光器研制难度大 我国政策推动相关技术研究不断深入

　　高重频飞秒激光器，是指高重复频率（大于1GHz）的飞秒激光器，也称GHz重频飞秒激光器。高重频飞秒激光具有输出平均功率高、单纵模功率高、脉冲短、光束质量高、模场间隔较大、采样速率较高等特点。

 

　　飞秒激光是目前能够获得的最短脉冲激光，具有时间宽度超短、峰值功率超高的特点，可以应用在物理学、生物学、医学、化学、光通信、微加工、军工等领域。重复频率是超快激光的重要性能参数，通常飞秒激光的重复频率在MHz级别，高重频是指重复频率达到1GHz以上。

 

　　高重频飞秒激光可以利用振荡器产生，包括谐波锁模、克尔效应锁模（KLM锁模）、可饱和吸收镜锁模（SESAM锁模）等技术，也可以利用腔内谐振滤波技术产生，通常采用法布里-珀罗谐振腔（F-P谐振腔）。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国高重频飞秒激光器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，高重频飞秒激光器可以应用在光学频率梳、低噪声微波、光频原子钟、精密光谱学、生物医学、材料科学、光通信等领域。例如，高重频飞秒激光器在生物医学领域，可用于医学成像方面，能够提升信号速率、提高成像速度，并减少荧光蛋白的光漂白、光损伤，从而提高成像质量。

 

　　高重频飞秒激光器研制难度大，存在激光稳定产生困难、高功率下保持短脉冲并控制非线性效应干扰困难、相位噪声高等问题。例如，高重频飞秒激光可以直接制备成光频梳，但重复频率提高会导致其噪声提升，因此其部分重要领域应用受到限制。

 

　　2024年8月，我国工信部发布国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项2024年度项目申报指南，将GHz重频飞秒激光技术列入，提出探索超高重频（≥10GHz）脉冲整形与宽谱稳定产生机制，研制多参数调控GHz飞秒激光器。我国政策还在推动高重频飞秒激光器技术不断进步，向超高重频方向发展。

 

　　新思界行业分析人士表示，我国高重频飞秒激光器相关研究成果正在增多。西安电子科技大学、中国科学院物理研究所合作，采用976nm单模光纤耦合激光器作为泵浦源，基于Yb:KGW晶体，实现了重复频率1GHz的KLM锁模激光输出；中国科学院上海光机所团队基于腔内谐振滤波技术，利用F-P腔对外部NALM谐振腔进行模式滤波，将九字腔掺铒光纤光频梳的重频倍增至GHz。

 

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