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【产品动态】当Coherent飞秒激光器雕刻未来，如何“看清”光的舞步？

发布时间：2025-06-16 15:21:07 阅读数： 103

在芯片制造、精密医疗、前沿科研等领域，Coherent飞秒激光器正以其超短脉冲、极高峰值功率的特性，成为微米甚至纳米级加工的“光刻刀”。然而，要驾驭这把“利刃”，精确掌握其光束质量（如光斑形状、尺寸、稳定性、能量分布）至关重要——差之毫厘，谬以千里。如何精准测量这转瞬即逝的飞秒之光？高分辨率、高响应速度的光束诊断设备是关键。

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挑战：飞秒激光测量的特殊需求

瞬时性：飞秒脉冲极短，需要高速捕捉。

高峰值功率：易损伤普通传感器，需要高损伤阈值。

小光斑：精密加工要求光束聚焦极小，测量需高分辨率。

稳定性监测：加工质量依赖光束指向和轮廓的长期稳定。

精准捕捉飞秒之光的利器：BEAMAGE-4M 激光束轮廓仪

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面对Coherent飞秒激光器带来的测量挑战，Gentec-EO推出的BEAMAGE-4M激光束轮廓仪提供了专业的解决方案。这款基于先进CMOS技术的相机，专为CW和脉冲激光束（包括飞秒激光）的特性分析而设计。

核心优势，直击飞秒测量痛点：

高分辨率 & 大光圈，看清微小光斑：

2048 x 1088像素 (2.2 MPixels) 提供高空间分辨率，能够精确描绘和测量Coherent飞秒激光器聚焦产生的微小光斑（手册标明最小可测光束约55μm）。

11.3 x 6.0 mm 有效孔径，为光束提供了充足的接收面，尤其适合需要一定工作距离或未极致聚焦的光束测量场景。

高速捕捉 & 外部触发，锁定瞬态脉冲：

最高11.4 Hz全帧率（在2.1 MPixels下），能够快速捕捉光束动态变化。对于重复频率在十几Hz量级或更高的Coherent飞秒激光器（如工业加工常用频率），BEAMAGE-4M能有效进行单脉冲或平均轮廓分析。

关键利器：外部触发功能！通过BNC或SMA接口输入TTL信号（0-5V或其他范围），可将相机的曝光时刻与Coherent飞秒激光器的脉冲精确同步。这对于测量低重复频率脉冲（<16 Hz）或需要严格对应特定脉冲的时刻至关重要（手册Page 1 & Page 6明确强调此功能）。

高损伤阈值 & 灵活衰减，保护精密传感器：

飞秒激光峰值功率极高。BEAMAGE-4M配合使用ND滤光片（如手册提到的ND4滤光片附件），可将最大平均功率承受能力提升至1W。其标明的脉冲损伤阈值（1064nm下300 μJ/cm²）是评估其能否安全用于特定功率密度Coherent飞秒激光测量的重要参考（手册Page 2）。

丰富的可堆叠ND滤光片（0.5至5.0）和Beam Splitters and Attenuators等附件（手册Page 1），为用户灵活配置衰减方案，确保设备安全提供了保障。

智能软件 & 专业分析，洞察光束本质：

直观软件界面（手册Page 3-5详细展示）：提供2D、3D、XY截面图、光束跟踪等多种视图，直观呈现Coherent飞秒激光的光强分布、光斑形态及空间稳定性。

背景消除 & 图像平均：严格遵循ISO 11146-3标准进行背景噪声扣除（手册Page 6），确保测量准确性。图像平均功能（2-10帧平均）可平滑脉冲间的波动，获得更稳定的轮廓数据。

光束跟踪：实时监测并记录光束中心位置（质心）的变化（手册Page 4），评估Coherent飞秒激光器的指向稳定性，这对长时间精密加工至关重要。

符合ISO标准：光束直径（D4σ）、椭圆度、方向角等核心参数的计算严格遵循ISO 11146标准（手册Page 1 & 2），确保测量结果的权威性和可比性。

高级功能：高斯拟合、半对数坐标显示（突出弱光区域）、有效区域（ROI）选择、像素合并（提升速度）等（手册Page 5 & 6），满足深度分析需求。

应用场景举例：

半导体检测：在Coherent飞秒激光用于芯片缺陷修复或微结构加工前，用BEAMAGE-4M精确测量聚焦光斑形状和尺寸（如要求光斑直径稳定在5±0.5μm），确保加工精度。

眼科手术设备调试：测量Coherent飞秒激光在角膜手术中形成的扫描光斑轮廓和能量分布均匀性，保障手术安全有效。

微加工工艺开发：实时监测光束指向稳定性（使用光束跟踪功能），分析加工质量波动是否与光束漂移（如>10μm）有关。

激光器研发与质检：对出厂的Coherent飞秒激光器进行光束质量（M²因子基础参数）的快速、标准化检测。

选择Gentec-EO，选择专业传承

Gentec-EO并非简单的仪器制造商。其前身就是激光器生产商（1972年推出高重频TEA CO₂激光器），为解决自身激光测量需求而研发了首台能量计。这种“工程师更懂工程师” 的基因（用户提供的厂家介绍），使得BEAMAGE系列产品在设计上更贴合激光（尤其是高要求的飞秒激光）用户的真实应用场景和痛点，从硬件防护到软件分析都体现了深厚的专业理解。

结论

驾驭Coherent飞秒激光器的强大能量，实现微纳尺度的精准创造，离不开对其光束特性的精准把握。Gentec-EO BEAMAGE-4M激光束轮廓仪，凭借其高分辨率CMOS传感器、针对飞秒测量优化的高速触发与同步能力、高损伤阈值设计、符合ISO标准的专业分析软件，为科研人员和工程师提供了一双“慧眼”，让转瞬即逝的飞秒之光变得清晰可测、可控，助力Coherent飞秒激光技术在各个前沿领域释放更精准、更可靠的能量。