汉阳大学 ERICA 国防智能信息融合工学部金智元教授研究团队于10日表示,成功开发了在1万亿分之1秒内发光的超高速飞秒激光器稳定实现1 kW以上的高输出功率。该成果因大幅提高了在超精密加工·半导体工艺·国防等多个领域应用的高功率飞秒激光技术国产化的可能性而备受关注。
现有飞秒激光技术因不产生热且加工性高,已广泛用于玻璃加工、半导体基板加工、OLED薄膜加工等半导体及显示领域的尖端精密产业。然而,其存在高功率实现困难、相比连续发振激光稳定性较低、整个系统体积较大的局限。
为了克服这些技术局限,金教授团队开发了能够同时满足高功率连续发振激光的效率性与飞秒激光的高峰值输出特性的基于光纤的飞秒激光系统。研究团队开发的激光器在平均输出1.1 kW水平下,可在约360飞秒期间实现高达800 kW的瞬时输出,且整个系统基于光纤构成,从而同时确保了高稳定性与小型化的优点。
此次技术在全球范围内也仅在极少数先进研究团队中有过发布的限制级水平,尤其与现有研究不同的是,即使在1030 nm波长区域也能稳定驱动,与工业用放大器及多种设备的兼容性较高这一点上具有重大的技术意义。
研究团队此前于2022年通过与韩国生产技术研究院的共同研究,在国内首次开发了3 kW级连续发振高输出光纤激光器,而此次成果作为其延长线,证明了在国内也能实现世界最高水平的飞秒激光平台,并确认了向超精密加工·半导体材料处理·3D玻璃加工·国防激光系统等多种领域扩展的可能性。
金智元教授表示:“此次成果是韩国在高性能光纤基础超高输出激光技术上跻身世界顶尖水平的信号弹。今后将发展为在半导体·精密加工·国防领域引领创新的核心技术。”
此次研究在产业通商资源部素材部品技术开发事业、韩国机械研究院机构固有事业的支持下开展进行,基于(株)大韩光通信提供的增益光纤提高了技术完成度。研究结果在去年11月26日举行的第35届光子技术学会发表并获得了优秀论文奖。
此次论文《All-fiberized polarization-maintaining Yb fiber femtosecond laser with 1.06 kW output》,朴仁哲博士课程生与朴恩京博士课程生分别作为第一作者及参与作者参与,金智元教授作为通讯作者参与。
