入围风采|打通技术链条：拓致光电反射式锁波体布拉格光栅

成果技术

反射式锁波体布拉格光栅

参评单位

杭州拓致光电科技有限公司

2024年3月，光电汇主办的“2023年度中国十大光学产业技术”入围名单公布。此次评选历时3个月，申报技术达101项，47项经过初筛后进入专家评审和网络投票环节，经过层层筛选，我司的“反射式锁波体布拉格光栅”成功入围。

一、背景

高性能半导体激光抽运源是各类高能固态、光纤和气体激光器的核心部件，但是由于半导体激光的波长随着工作电流和热沉温度的变化漂移较大（~0.3nm/K）以及光谱线宽较宽（数纳米），很容易造成其发射波长与增益材料吸收峰失配，极大地影响半导体激光抽运在高功率激光器的输出效率及可靠性。

基于光致热折变玻璃的反射式锁波体布拉格光栅，可将半导体激光光谱压窄到0.02nm，波长温漂稳定在0.01nm/K左右，实现半导体激光器发光波长和增益介质材料（稀土掺杂晶体、光纤及气体）吸收峰的高度匹配，极大地提高激光系统的光束输出质量和稳定性，已成为激光产业中核心元器件之一。

该技术长期被美国垄断，国际上能够提供商品化体光栅产品的均为美国公司，极大程度上制约了我国相关大功率激光技术及系统的全产业链国产化，限制了国内激光器厂商今后在高端市场和国外对手的竞争力。

另外，随着国内高功率激光器的快速发展，对反射式锁波体布拉格光栅的性能参数多样化及指标难度也越来越高，迫切需要高端体布拉格光栅产品的国产化。

二、优势

（1） 衍射波长可定制范围广：已实现从400nm到2100nm范围内，各种波长反射式体光栅产品的定制及供货；中心波长精度高，可控制在±0.02nm；

（2） 光谱半高宽可调范围广：可以从皮米（pm）到纳米（nm）调节，最窄低至20pm（1pm=10^-12m）；

（3） 衍射效率可调范围大：在3%-99.9%范围内定制，且效率精度高，可控制在±1.5%；

（4） 超低的功耗损失（＜2%）和高抗损伤阈值（＞20J/cm²@1064nm、3ns），单只VBG承载功率可高达500瓦以上@976nm；

（5） 中心波长热漂移系数低：最低至5pm/K，减少温控成本，提升激光器工作温度范围；

（6） 使用寿命长：3年间未发现各项性能参数有退化现象；

（7） 应用领域广：可广泛用于高功率半导体激光器波长锁定与压窄、固体激光器的腔镜（全反镜或输出镜）、内腔式激光器模式选择等。

基于国产反射式锁波体布拉格光栅的976nm锁波前后光谱（＜0.3nm）

基于国产反射式锁波体布拉格光栅的780nm锁波光谱（＜0.1nm）

基于国产反射式锁波体布拉格光栅的百瓦辐照温度（47.4℃）@878nm，室温25℃

三、应用

反射式体光栅器件广泛应用于各种波长高功率半导体激光器中的波长锁定和线宽压窄、超快激光中的脉冲展宽和压缩、空间滤波、角度放大、激光测距及雷达、量子通讯、传感、激光显示、拉曼光谱、激光合束等系统中。

我司简介：

杭州拓致光电科技有限公司成立于2020年4月，公司秉承“开拓创新、追求极致”理念，聚焦于激光产业领域的上游核心光功能元器件的技术开发。现拥有近千平方米千级洁净间与两千多平米标准化生产车间，具备玻璃制备与加工、光栅刻写与热显影、光栅参数测试、镀膜及光栅应用评估等全链条工艺闭环，可实现满足不同应用需求及场景的反射式体光栅器件的定制化及批量化供应，目前公司产品已广泛应用于国内外高功率激光器领域。公司自2021年入选杭州市创新创业“5110”计划A类以来，先后荣获杭州市“雏鹰计划”企业、科技部科技型中小企业（国科小）、杭州市创新型中小企业、国家高新技术企业等荣誉。