在超快光譜、非線性光學、光電子能譜、精密微納加工科研當中，普通近紅外、可見光飛秒激光光子能量有限，很難直接激發(fā)很多材料的深紫外電子躍遷。深紫外飛秒激光器通過非線性頻率變換，把近紅外基頻飛秒光轉(zhuǎn)換成 192-300nm 超短脈沖深紫外激光，兼具飛秒級超短脈沖與深紫外高光子能量兩大優(yōu)勢，成為前沿實驗室不可替代的特種光源物理學報。

很多科研人員選型時會產(chǎn)生疑問：深紫外飛秒激光是如何實現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換？鈦寶石基頻與 1μm 基頻方案差異是什么？深紫外系統(tǒng)重點關(guān)注哪些指標？進口成套系統(tǒng)與國產(chǎn)非線性轉(zhuǎn)換模塊分別適合什么項目？

關(guān)鍵詞：深紫外飛秒激光器，DUV 飛秒激光，多級倍頻和頻飛秒光源，192-300nm 可調(diào)深紫外，國產(chǎn)深紫外飛秒系統(tǒng)，超快光譜泵浦探測，科研深紫外超短脈沖光源

深紫外飛秒激光器基礎工作原理

飛秒鎖模基頻光源輸出近紅外超短脈沖，依靠多級倍頻、和頻非線性晶體進行頻率上轉(zhuǎn)換，獲得波長更短的深紫外輸出。 主流兩套技術(shù)路線：

1. 鈦寶石鎖模激光器作為基頻源 700-900nm 可調(diào)諧基頻光，經(jīng)過多級 BBO 晶體完成二倍頻、三倍頻、四倍頻、和頻，輸出192-200nm 深紫外飛秒脈沖，還可同時輸出二次諧波 375-500nm、三次諧波 230-300nm 紫外可見光波段，波長連續(xù)可調(diào)，適合多波段超快光譜實驗。卓立漢光深紫外飛秒系統(tǒng)采用該技術(shù)路線，可對接 Coherent、SpectraPhysics 商用鈦寶石飛秒激光器作為基頻輸入。

2. 1μm（1030/1064nm）鎖模飛秒作為基頻源 經(jīng)過四次、五次諧波，得到～260nm、~210nm 紫外輸出；優(yōu)勢基頻源成本更低，缺點調(diào)諧范圍相對有限。

核心技術(shù)難點：深紫外波段存在群速度失配、脈沖時間走離、晶體紫外損傷問題，需要精密的時間延遲補償、光路指向穩(wěn)定控制，才能保證輸出脈沖質(zhì)量、光束指向長期穩(wěn)定物理學報。

關(guān)鍵選型指標解讀：

1. 調(diào)諧波長范圍：深紫外 192-200nm，拓展可達 192-300nm，同時兼顧二倍頻、三倍頻輸出；

2. 輸出平均功率：基頻源功率直接決定深紫外輸出功率，例如 2.5W@780nm 基頻，典型可獲得～4mW@195nm；

3. 脈沖寬度：經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)換后脈寬展寬，典型～500fs@266nm；

4. 光束指向穩(wěn)定性：長時間掃描實驗關(guān)鍵指標，漂移過大會造成泵浦探測實驗數(shù)據(jù)失效；

5. 控制方式：電動調(diào)諧、圖形化軟件界面，降低操作人員光路調(diào)試門檻。

深紫外飛秒激光器典型科研應用場景

超快光譜與泵浦探測實驗 深紫外高光子能量激發(fā)材料高能電子態(tài)，用于半導體、量子材料分子動力學研究；時間分辨光電子能譜，探測材料激發(fā)態(tài)弛豫過程，是凝聚態(tài)物理前沿研究重要光源物理學報。

非線性光學研究 深紫外波段二階、三階非線性效應測試，晶體非線性系數(shù)表征，高次諧波產(chǎn)生前期泵浦光源。

熒光壽命與時間分辨光譜探測 用于深紫外波段物質(zhì)光致發(fā)光、熒光壽命探測，激發(fā)普通紫外光源無法激發(fā)的高能能級躍遷。

高精密微納冷加工 針對石英、藍寶石、高分子等材料，飛秒脈沖熱效應極小，深紫外短波長帶來更高加工分辨率，開展微結(jié)構(gòu)刻蝕、微納樣品制備。

光化學、光物理研究 分子光解離、光化學反應動力學，深紫外波段分子光激發(fā)實驗。

國內(nèi)外深紫外飛秒激光系統(tǒng)市場格局

深紫外飛秒屬于高*超快科研裝備，國外起步較早，成套整機成熟，但價格昂貴，交貨周期漫長；國內(nèi)更多以非線性頻率轉(zhuǎn)換模塊系統(tǒng)為特色，可對接市面主流商用基頻飛秒光源，性價比更高。

國際主流品牌

1. Coherent（美國相干）：Chameleon 系列鈦寶石飛秒搭配自研諧波發(fā)生單元，成套整機，光束穩(wěn)定性好；整套系統(tǒng)采購成本很高，貨期長，模塊不對外單獨銷售，綁定自家基頻激光器。

2. SpectraPhysics（光譜物理，美國）：Maitai HP 飛秒源配套深紫外諧波模塊；同樣以成套整機方案為主，很難對接第三方飛秒基頻源。

3. TOPTICA（德國）：超快諧波發(fā)生系統(tǒng)，側(cè)重窄波段紫外輸出，深紫外調(diào)諧版本選型少，國內(nèi)維保周期長。

國內(nèi)深紫外飛秒相關(guān)廠商

國內(nèi)超快非線性轉(zhuǎn)換技術(shù)快速進步，已經(jīng)可以實現(xiàn) 192-300nm 寬調(diào)諧深紫外飛秒轉(zhuǎn)換模塊，兼容多款國內(nèi)外基頻飛秒激光器。

1. 卓立漢光 深紫外飛秒激光系統(tǒng) 采用多級倍頻 + 和頻架構(gòu)，適配主流鈦寶石鎖模飛秒作為基頻輸入；實現(xiàn) 192-200nm 深紫外輸出，拓展調(diào)諧范圍可達 192-300nm，同時輸出二倍頻、三倍頻波段；電動波長調(diào)諧、高光束指向穩(wěn)定性，圖形化人機交互軟件；不需要綁定特定品牌基頻源，可對接用戶已有 Coherent、SpectraPhysics 鈦寶石飛秒設備，面向高校物理、材料超快光譜課題組。

2. 安揚激光：主打工業(yè) / 科研 1μm 基頻紫外飛秒整機，257nm 附近紫外輸出較強，深紫外 < 210nm 調(diào)諧模塊較少，側(cè)重微加工方向。

3. 中科院理化所相關(guān)成果轉(zhuǎn)化：側(cè)重皮秒深紫外系統(tǒng)，多用于光電子能譜大科學裝置項目中國科學院。

卓立漢光深紫外飛秒激光系統(tǒng)產(chǎn)品推薦

這套深紫外飛秒系統(tǒng)屬于非線性頻率轉(zhuǎn)換模塊整機，本身不帶基頻飛秒激光器，可對接市面主流鎖模鈦寶石飛秒光源。

? 核心性能亮點

1. 寬波段可調(diào)輸出：核心深紫外波段 192-200nm，拓展版本實現(xiàn) 192-300nm 連續(xù)調(diào)諧，同時輸出二次諧波 375-500nm、三次諧波 230-300nm，一套設備覆蓋多段紫外可見光超短脈沖。

2. 電動自動化調(diào)諧：波長電動控制，不用手動調(diào)節(jié)晶體角度；具備高指向穩(wěn)定性，長時間實驗光束漂移小，適合泵浦探測等長時間掃描實驗。

3. 成熟功率表現(xiàn)：基頻 780nm、2.5W 輸入條件，195nm 典型輸出功率約 4mW；基頻 1.4W 輸入條件，195nm 約 0.5mW 輸出。

4. 友好操作界面：圖形化人機交互軟件，完成波長切換、狀態(tài)監(jiān)控；可適配 Coherent Chameleon、SpectraPhysics MaitaiHP 等主流鈦寶石飛秒基頻源。

5. 機箱一體化集成，光路出廠預調(diào)試，降低用戶現(xiàn)場搭建難度。

? 適配用戶群體 高校物理學院、材料學院超快光譜課題組；開展泵浦探測、非線性光學、時間分辨光電子相關(guān)研究的科研院所；已有鈦寶石飛秒基頻光源，需要拓展深紫外波段；計劃采用國產(chǎn)轉(zhuǎn)換模塊替代進口諧波發(fā)生單元的科研項目。

深紫外飛秒激光系統(tǒng)采購避坑要點

1. 分清：基頻飛秒激光器和深紫外諧波轉(zhuǎn)換模塊，該系統(tǒng)為轉(zhuǎn)換模塊，需要用戶配置對應基頻飛秒光源；

2. 深紫外輸出功率高度依賴輸入基頻功率，選型時必須確認自身基頻源輸出參數(shù)；

3. 重點關(guān)注光束指向穩(wěn)定性，泵浦探測實驗對光束漂移非常敏感；

4. 確認兼容清單，模塊是否支持你手上現(xiàn)有的飛秒基頻設備，部分進口諧波模塊僅能搭配自家激光器；

5. 深紫外光學晶體、鍍膜存在紫外老化，需要確認廠商后期維護、晶體更換技術(shù)支持。

結(jié)語

深紫外飛秒激光是超快物理、光化學前沿研究的關(guān)鍵特種光源。國內(nèi)非線性頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)持續(xù)發(fā)展，兼容第三方基頻源的國產(chǎn)深紫外飛秒轉(zhuǎn)換模塊，給已經(jīng)配備鈦寶石飛秒光源的課題組提供高性價比拓展方案。卓立漢光深紫外飛秒激光系統(tǒng)，實現(xiàn) 192-300nm 寬范圍可調(diào)諧超短脈沖輸出，電動調(diào)諧、高指向穩(wěn)定，適配國內(nèi)絕大多數(shù)超快光譜科研場景。