近日，中国科学院理化技能研究所激光中央新体系体例高能固态激光技能研究组提出并验证了一种全新的超快激光参量变频新方案 周期阵列模式自再现光参量变频技能，相干研究结果以High-energy，3 ps，1.5 m optical parametric conversion based on a periodic KTA crystals array为题发表在Optics Letters期刊上（Vol. 51, No. 1. Page 237，2026）。

此前，两边于 激光光谱合束 方案上已经乐成开展互助。于此基础上，安徽华创鸿度光电科技有限公司（如下简称 华创鸿度 ）再度与理化所联袂，为这项新技能提供焦点光源和体系集成撑持，配合完成为了试验验证事情。

结果论文地址以下，可复制链接至阅读器浏览。

https://doi.org/10.1364/OL.582946

该项新技能乐成解决了传统SPOPO要领于兼具高能量、超短脉冲及紧凑布局方面面对的瓶颈，为开发小型化、高机能的超快参量激光源斥地了新路径。

01技能冲破：从立异构思到试验验证

行业瓶颈

脉冲宽度到达皮秒（1皮秒=10 秒）量级的超快激光，是周详 冷加工 、生物医学成像、光通讯等尖端范畴的焦点东西。此中，1.5 m波段光源因其 人眼安全 及低光纤损耗特征，被视为抱负选择。然而，业界持久面对一个焦点抵牾：怎样于极紧凑的体积内，同时实现高脉冲能量、高光束质量及极短脉冲宽度？

当前主流技能路径各存局限：

同步泵浦光参量振荡器（SPOPO）：机能优秀，但为匹配光脉冲同步，其光学谐振腔需长达数米至数十米，体系重大、情况顺应性差。

光参量孕育发生/放年夜（OPG/OPA）：布局紧凑，但变频阈值高、光束质量较差，难以适配高精度运用需求。

立异方案

针对于上述行业痛点，理化所研究组创造性地提出了 周期阵列模式自再现 的全新思绪。该方案的焦点于在：摒弃传统的繁杂长谐振腔，采用一个由多块非线性晶体周详排布组成的紧凑周期阵列。

其事情道理可归纳综合为：泵浦光与孕育发生的旌旗灯号光于这一系列晶体中屡次穿行。经由过程切确的光学设计，旌旗灯号光于每一次经由过程晶体后都能实现 模式自再现 ，并始终连结与泵浦光的最好耦合状况。这一历程巧妙地于数十厘米的短间隔内，模仿了数米长谐振腔的模式筛选及能量放年夜功效，但挣脱了SPOPO对于腔长的限定。实现了 自同步泵浦 的高效变频。

结合验证

从立异理论到可行方案，工程化验证是要害一跃。于本项事情中，理化所研究团队与华创鸿度慎密协作，配合完成为了道理验证。

要害支撑：华创鸿度依托于工业级高功率激光器范畴的深挚积淀，为试验提供了高不变性、高光束质量的1064nm皮秒激光器，这是整个变频历程的能量基础。同时，公司于光学体系集成与不变性节制方面的工程经验，为周期性KTA（磷酸氧钛砷酸钾）晶体阵列的周详装调与高效运行提供了有力保障。

卓着结果：试验装配揭示出革命性的紧凑性，整个变频模块的物理长度仅为27厘米。于此平台上，团队乐成得到了脉冲宽度短至3ps、单脉冲能量高达2.6 J的1.5 m旌旗灯号光输出，且光束质量靠近衍射极限（ ），综合机能指标到达国际进步前辈程度。

△ 试验装配图

△ 周期晶体阵列变频装配什物图

△ 周期晶体阵列变频装配道理示意：

（a）二维图；（b）简化模子；（c）等效单谐振腔

02焦点价值：新技能的多维价值瞻望

学术与科研价值

本项事情的焦点学术孝敬于在，它乐成挑战了 高机能 与 紧凑化 于超快激光范畴持久难以兼患上的传统认知。

与国际上已经报导的各种皮秒光参量体系比拟，这项事情初次于几十厘米的极紧凑尺寸内，同时实现了MHz反复频率下 J量级的高能量及数个ps的短脉冲宽度输出，综合机能凸起。它不仅保留了传统SPOPO光束质量好、光谱纯度高与OPG/OPA的紧凑性长处，冲破了现有技能的机能瓶颈，为超快激光范畴提供了一种极具潜力的全新技能路径。

△ 周期晶体阵列变频装配输出功率曲线图

插图：输出功率不变性丈量

△ 自相干法丈量周期晶体阵列变频装配

输出1.5 m旌旗灯号光脉宽图

△ 1.5 m旌旗灯号光光束质量拟合曲线图

插图：旌旗灯号光的二维光斑图

△ 1.5 m旌旗灯号光的重频序列图

财产化运用远景

该结果的冲破性意义，不仅于在试验室指标的告竣，更于在其为财产化摊平了门路。其财产化远景重要表现于两年夜方面。

一方面，该技能斥地了多个高价值运用场景。

工业周详加工：高能量、高光束质量的超快激光可用在半导体晶圆切割、微纳布局制造等周详 冷加工 ，显著晋升加工精度与效率；

生物医学运用：1.5 m波段具有 人眼安全 与低传输损耗的两重上风，于生物医学成像与激光医治中具备怪异运用潜力；

光通讯与激光雷达：该光源也有望成为下一代光通讯与激光雷达体系的焦点组件，助力晋升体系总体机能。

另外一方面，于后期产物化上，该技能还有具有如下显著上风。

布局紧凑，情况顺应性强：简化的全固态布局使体系更紧凑、结实，可以或许顺应工业现场的振动与温漂情况；

成本优化，更容易范围化：布局简化同时降低了制造、调试与维护成本，有助在鞭策高机能超快激光源走出试验室，不变集成在各种工业装备、广泛运用在工业制造、科研仪器以致消费电子等范畴，加快技能于各行业的渗入与运用，晋升我国于高端激光技能范畴的财产链竞争力。

这次结合试验的乐成，不仅验证了 周期阵列模式自再现 这一全新技能的可行性，更于超快激光的小型化、高机能化标的目的上界说了新标杆，为财产运用提供了具有工程化潜力的全新解决方案。

这进一步印证了华创鸿度于前沿科学构思与成熟工程能力深度交融上的怪异上风。瞻望将来，华创鸿度将继承深化与科研机构的战略互助，聚焦超快激光、高功率激光等要害标的目的，全力鞭策从道理立异、技能验证到产物落地、财产推广的全链条，为中国高端激光设备的自立化进程与全世界化竞争力晋升孝敬坚实气力。

转自：华创鸿度

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