友思特分享 | 激发专属跃迁：用于皮肤医美和光学研究种子源的DPSS激光器

导读

紧凑、坚固、稳定和提供高质量光束的友思特DPSS激光器因其卓越的性能，可作为激光种子源，广泛应用于皮肤医美、非线性光学OPO，以及全息投影技术。

激光（Laser）的诞生是上个世纪科学技术的巨大飞跃，其发端源自受激辐射的光放大过程，集合了相干性、量子性和非线性的卓越特性而引人注目。

激光器有多种分类，其中，DPSS激光器具有尺寸紧凑、输出功率高、频率稳定、光束质量出色等优势，在激光微加工、生物科研、材料光谱研究、医疗美容、天体遥感等诸多领域都有所应用。

DPSS激光器

DPSS（Diode Pumped Solid State），即二极管泵浦固体的简称，DPSS Lasers是用激光二极管泵浦的固体激光器。它们提供非常短的纳秒级脉冲，具有很高的峰值功率和重复率，而且热输入很少。这些激光器可提供各种不同的波长，具有非常好的光束质量。这些激光器的增益介质是掺有杂质的玻璃或晶体，如钕、铬、铒或其他离子。这种增益介质被放置在两个镜像表面之间。

掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG），可用于激光器研发

这种激光器中主要使用的激光晶体是掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）、掺钕正钒酸钇（Nd:YVO4）和磷酸钛钾（KTP）。KTP晶体在极高的输出水平下对光学损伤很敏感。DPSS激光器是用具有较长寿命的二极管模块进行光学泵浦的。由于激光二极管具有较低的噪声强度，所以二极管泵浦激光器的噪声也非常低。

DPSS激光器的内部构造图

这些激光器对温度很敏感。与灯泵浦激光器相比，它们的设计更紧凑，激光头更小，而且非常高效、可靠和灵活，只需较少的维护。这种激光器可以产生谐波，允许从紫外线到红外线的波长发射，比如绿光532nm，紫外355nm。DPSS激光器利用二极管激光器的窄线宽特性和高亮度，这可以实现最大的吸收，从而提高了效率。通过调Q技术，DPSS激光器可以实现短脉冲输出。

激光种子源

激光种子源（种子光）原理是一种为激光器提供初始光信号的装置，其核心作用是确保激光器能够发射出相干性高、稳定性好且具有特定波长或模式结构的激光。在工作过程中，种子源产生一个射频脉冲信号，这个信号被注入到激光放大介质中，例如染料溶液、固体晶体或光纤等，使其中的电子受激跃迁至高能级，并通过受激发射过程形成并维持激光振荡。

种子光源放大光输出的典型构造

种子激光方法通常优于直接高功率激光器，因为低功率种子激光器的某些特性（如短脉冲、可调重复率或窄光谱线宽度）通常更容易获得。现代激光器种子源分为两大类：固态激光器种子和光纤激光器种子。固态激光器种子源主要指基于各种固体材料的器件，其优点是输出功率高、频率稳定、光束质量出色，成为种子源应用的可选项之一。

友思特DPSS激光作为种子源的应用

友思特DPSS固态激光器具有短脉宽、较高能量、尺寸紧凑、可量产定制的优势，已目前经在医美、数字全息、光学科研中作为种子源得到应用。

1. 皮肤医美激光器

国内医美市场正处于不断发展中，在激光能量源医美器械市场中，激光医美器械是光电医美器械市场最大的子行业，占光电医美项目的 60%。激光设备在皮肤美容领域应用广泛，比如纹身去除、祛斑去痣、光子嫩肤等。

纹身与去除纹身的医美激光设备

激光处理可以机械分解纹身的油墨颗粒，而不会造成热损伤。随着时间的流逝，身体的淋巴系统会处理油墨碎片。这种自然的愈合过程使纹身褪色，疤痕或变色的风险最小。不同波长对皮肤具有不同效果，1064nm常用于处理较深的纹身颜色（黑色、蓝色和绿色），532nm用于处理更亮的纹身颜色（红色、橙色和黄色）。除此以外，调Q激光还可以用于也可以用于治疗深层色素沉着病变以靶向黑色素、治疗表皮-真皮病变等。

激光对不同颜色的纹身去除效果

友思特被动调Q DPSS激光器 MPL2210 与 MPL2510 已被用作去除纹身的医美激光设备的种子源，其能量从10uJ到10mJ，重复频率10Hz，脉冲持续时间从250 ps到几ns。集成于医美激光设备中需要将其放大(通常是光泵浦放大器)，能量到500mJ左右，光束直径扩展到5-10cm左右，从而实现高能量、大面积的快速皮肤处理。

2. 非线性光学

非线性光学（non-linear optics）是现代光学的一个分支，研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。包括利用二次及三次谐波的产生、二阶及三阶光学和频与差频实现激光频率的转换，获得短至紫外、真空紫外，长至远红外的各种激光。利用光学参量振荡（OPO）实现激光频率的调谐，与倍频、混频技术相结合实现从中红外一直到真空紫外宽广范围内调谐等研究方向。

OPO利用非线性晶体材料中参量放大过程产生的光增益。由OPO可以实现任何激光器难以或不可能获得的波长（例如在中红外、远红外或太赫兹光谱区域），并且还具有宽波长可调性（通常通过影响相位匹配条件）通常可能。一个限制是任何OPO都需要具有高光强和相对高空间相干性的泵浦源，大多数OPO是用来自调Q激光器的纳秒/亚纳秒脉冲泵浦的。

OPO原理示意图

友思特DPSS调Q激光器 MPL15100 与 MPL2210 已被用作OPO应用的种子源。除此以外，友思特 Angis 激光器具有 880nm/440nm 的波长，在倍频与和频的非线性光学研究领域具有一定潜力。

3. 数字全息技术

数字全息术是使用数字传感器阵列（通常是CCD相机或类似设备）采集和处理全息图。图像渲染或物体数据的重建是通过数字化干涉图以数字方式执行的。数字全息术提供了一种测量光学相位数据的方法，通常提供三维表面或光学厚度图像。

（a）离轴和（b）采用相移干涉测量的在线数字全息系统的示意图；物体波和参考波由同一激光光源产生

数字全息技术中需要利用记录来自稳定激光的光与从它所照射的物体反射回来的光相遇时发生的干涉图案，对激光器的要求是具有稳定的频率输出、良好的相干长度以及较好的光束质量。

友思特主动调QDPSS激光器 MPL15100 已被用作数字全息技术的种子源。其能量为0.5mJ，脉冲宽度 700ps，重复频率 1-1000Hz，可轻松集成，通过后续放大实现 100mJ 的能量输出，同时保持稳定的频率与光束质量，可用于数字全息技术研究。

友思特DPSS激光器系列

友思特提供多种参数的DPSS激光器，其脉冲持续时间覆盖 50ps~ns 量级，脉冲能量覆盖1uJ-50mJ，重复频率覆盖1-10Hz、1-1000Hz以及10KHz。其设计紧凑，易于集成，风冷，可用于LIBS、皮肤医美激光器种子源、光学研究、激光微加工等诸多工业 OEM 领域与高校科研领域。