1980nm 全光纤皮秒激光器 PN1980-0N5SP-E

1980nm 处于水的强吸收峰附近，是生物医学、非线性光学与激光通信研究中稀缺的皮秒光源。晶众光电 PN1980-0N5SP-E 采用全光纤结构实现 1980nm 锁模输出，脉冲宽度小于 10 皮秒，重复频率 40MHz，光束质量 M²<1.3，自然冷却，插电即用。

以下从波长特性、产品设计、技术参数、实测数据与应用场景五个方面，完整介绍这款产品。

一、1980nm 波长为什么特殊：紧贴水的吸收峰

工业激光的"标准答案"通常是 1064nm、1550nm、10.6μm。1980nm 不在其中，它被单独做成一款产品，原因只有一个：水分子在约 1940nm 处有一个强吸收峰，1980nm 紧贴这一峰值。

这带来一个直接后果：含水材料（生物组织、含水聚合物）在 1980nm 处的吸收，比 1064nm 高出几个数量级。能量被"就地"吸收，作用深度浅、热扩散小——对医学光学、生物传感、聚合物加工来说，这正是需要的特性。

与常见波长的对比

为什么现在才做得出 1980nm 皮秒激光器

1980nm 激光器过去主要靠固体激光器配合光参量过程（OPO）实现，体积大、效率低、价格高。全光纤方案是近十年掺铥光纤、硫化物玻璃光纤成熟后才走通的技术路线：体积小、稳定性高、免水冷，是科研与仪器集成用户最容易接受的产品形态。PN1980-0N5SP-E 正是这条路线下的量产机型。

二、产品设计：全光纤结构解决的四道难题

把 1980nm 做成稳定的全光纤皮秒激光器，工程上要过四道关，每一道都对应一组明确的设计选择。

1. 增益光纤：普通石英光纤用不了

激光在光纤中传播并非无损。1550nm 的光走在普通通信光纤里损耗很低、配套齐全；1980nm 的光走同样的光纤，损耗比 1550nm 高出近一百倍。因此增益介质必须改用氟化物光纤或硫系玻璃光纤这类特种光纤。

特种光纤与标准通信光纤"接口制式不同"，不能直接熔接。PN1980-0N5SP-E 通过专门设计的模场适配器完成过渡，接口损耗控制在 0.5dB 以内（早期方案为 3dB，意味着损失一半能量；0.5dB 仅损失约 11%）。

2. 锁模：40MHz 重复频率 +<10ps 脉冲宽度

10 皮秒是万亿分之一秒量级，这种又短又规律的脉冲无法靠纳秒激光器的调 Q 实现，必须使用被动锁模——让腔内无数光波"步调一致"地振荡，输出才又短又稳。

锁模对外界扰动敏感：温度变化、桌面振动、供电波动都可能破坏锁模状态。对比多种方案后，PN1980-0N5SP-E 选用全光纤 NOLM 锁模结构，具备三点优势：全程无分立镜片，天生抗震；不依赖易老化的半导体可饱和吸收器件；光纤环内功率分布均匀，不易局部过热。实际表现为开机 10 分钟内进入稳定锁模，连续运行 24 小时无失锁。

3. 三项核心指标同时达标

脉冲宽度<10ps、光谱宽度 1.2nm、光束质量 M²<1.3——三个指标互相牵制，不能只保一项。输出端通过两级处理（滤除高阶模杂散光 + 光束整形）实现三者同时达标，出厂逐台实测。

M² 是衡量光束质量的指标，越接近 1 越好。M²<1.3 意味着光束可聚焦到很小的光斑，直接决定加工分辨率与实验精度。

4. 自然冷却：把复杂性留给自己，不留用户

平均功率约 20mW，整机发热量小，自然散热即可覆盖，无需风扇与水冷管路。机身尺寸 300mm × 278mm × 30mm，约一本书大小，光学平台上即摆即用。对应约束为环境温度建议 15–30℃，高温环境需降额使用——此条已写入规格书。

三、核心技术参数

四、出厂实测数据

以下数据来自 PN1980-0N5SP-E 出厂检验记录，非设计目标值。

光谱：中心波长实测 1980.3nm，谱宽（FWHM）1.2nm，主峰外无杂散成分，锁模纯净。对非线性光学实验尤为重要——杂散光会直接污染实验数据。

时域：锁模脉冲序列间距 25ns，对应重复频率 40MHz，与标称值一致；脉冲幅度均匀、基线干净，无调 Q 调制、无失锁。

功率稳定性：出厂实测 ≤0.5% RMS（2 小时）。作为参照：1% 已是良好工业激光器水平，0.5% 是科研级皮秒激光器的合格线。对需连续运行数小时的实验，0.5% 以内的漂移可保证数据可信。

关于脉宽的一点说明：由 1.2nm 谱宽反推，变换极限脉宽约 6ps；实测约 10ps，比理论极限宽约 30%–50% 属锁模激光器正常余量，用于规避锁模临界状态的失稳风险。

五、典型应用场景

1. 材料科学与光谱学含氢材料（C–H、O–H、N–H 键）振动吸收分析、宽带光谱测量。1980nm 使 O–H 键振动吸收接近峰值，配合中红外探测器，是水分子动力学研究的优选泵浦源。

2. 生物医学仪器研发OCT（光学相干断层扫描）、共聚焦显微、流式细胞仪的研发团队需要稳定的低功率中红外皮秒源。~20mW 平均功率与 ~3mm 准直输出，便于与仪器光路耦合。

3. 非线性光学研究超连续谱产生（SC）、三次谐波、四波混频等研究方向。1980nm 处于硅/硫化物光纤低损耗窗口，是产生 3–5μm 中红外超连续谱的优秀泵浦源；50W 峰值功率 +<10ps 脉宽，可越过多数非线性晶体的损伤阈值，激发效率比连续光高数个量级。

4. 透明材料内部加工蓝宝石、氟化钙及部分特种玻璃在 1980nm 附近存在微弱吸收或多光子吸收峰，配合皮秒高峰值功率可实现内部改质而不破坏表面，应用于光子器件制备、3D 光存储、光学微流控芯片。

5. 激光通信1980nm 位于掺铥光纤放大器（TDFA）工作波段（1900–2050nm）。40MHz 重复频率与稳定输出，使其适合作为下一代中红外通信系统的种子光源。

六、定制服务与技术支持

• 免费打样测试：提供样机实测，验证与您的系统兼容性（用户承担运费）

• 工艺可行性评估：针对具体应用场景给出选型与参数建议

• OEM 定制：波长、功率、接口形式、外形尺寸均可按项目定制（如加装功率闭环反馈模块，长期稳定性可压至 0.2% 以下）

七、常见问题（FAQ）

Q1：1980nm 皮秒激光器是什么？

一种输出波长为 1980nm、脉冲宽度小于 10 皮秒的激光器，采用全光纤锁模结构，重复频率 40MHz，平均功率约 20mW，主要用于科研与精密仪器领域。

Q2：1980nm 波长有什么特殊之处？

水分子在约 1940nm 处存在强吸收峰，1980nm 紧贴该峰值，含水材料对其吸收极强，因此特别适合生物医学、聚合物加工等应用。

Q3：PN1980-0N5SP-E 需要水冷吗？

不需要。平均功率仅约 20mW，自然散热即可满足，无风扇、无水冷，插电即用；工作环境温度建议 15–30℃。

Q4：这款激光器的重复频率和脉冲宽度是多少？

重复频率 40MHz，脉冲宽度<10ps（出厂实测约 10ps），单脉冲能量 0.5nJ，峰值功率 50W。

Q5：光束质量 M²<1.3 意味着什么？

光束接近衍射极限，可聚焦到很小的光斑，直接决定加工分辨率和实验精度。

Q6：1980nm 激光器有哪些典型应用？

OCT 等生物医学仪器光源、中红外超连续谱产生、透明材料（蓝宝石/氟化钙）内部加工、掺铥光纤放大器种子源、水分子动力学光谱研究等。

Q7：全光纤结构和空间光结构有什么区别？

全光纤结构内部无分立镜片，光路不暴露在空气中，抗震性好、免调试、体积小，长期运行稳定性更高。

Q8：支持 OEM 定制吗？

支持。波长、功率、接口、外形均可定制，并可加装功率闭环反馈模块提升长期稳定性。

Q9：如何申请样机测试？

通过官网底部联系方式（电话 / 邮箱 / 表单）提交应用需求，我们提供免费打样测试与工艺可行性评估。

Q10：与 1064nm 或 1550nm 激光器如何选型？

按材料吸收特性选择：加工金属、通用工业场景选 1064nm；光通信、人眼安全场景选 1550nm；含水材料、生物组织、非线性光学研究选 1980nm。