CN105490144A - 一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，该产生方法通过利用预啁啾管理模块对超短脉冲光纤激光器的光脉冲进行高功率自相似放大，实现光脉冲的自相似演化，经光栅对压缩后可以获得高功率、宽光谱和窄脉宽的光脉冲输出，再经过可调谐的四倍频系统获得高功率可调谐的紫外光谱。本发明的优点是，通过自相似放大系统和预啁啾管理技术获得的近红外光的脉宽十分窄、功率高，所以倍频效率高，可以获得高功率的紫外激光；此外，基于自相似放大产生的红外激光具有宽带光谱的性质，实现紫外波段范围内可调谐高功率激光输出。
Description
技术领域
本发明属于超快光学技术领域，具体涉及一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法。
背景技术
高功率超短脉冲的紫外激光源在科学研究和工业生产中是一种十分重要的应用工具，它被广泛用于探测和控制超快的物理过程和化学过程，工业生产也常用于进行光刻。相比于红外光和可见光，紫外光具有波长短，穿透性性能好，能量高，分辨率高等优势，故其成为当前激光技术领域重要的研究方向之一。高功率超短脉冲的紫外激光源的产生技术主要分为两种：直接产生和非线性光学产生。
直接产生的方法是选择紫外波段的增益介质来构造激光器系统，从而获得紫外激光。但是紫外波段的固体增益介质的种类比较少，而且它们的激光输出阈值都很高，很难获得高功率窄脉宽的紫外光输出。
另外一种典型的直接产生紫外脉冲方法是利用高能电子束激发惰性气体和卤化物分子，其分子向基态跃迁产生紫外脉冲激光，该种类型的紫外脉冲激光器称为准分子激光器。准分子激光器可以产生157nm，193nm，248nm等诸多紫外激光器，而且能输出峰值功率兆瓦量级、脉冲宽度几百飞秒的紫外脉冲。但是准分子激光器的系统一般比较庞大，能量装换效率低；其增益介质的较差的稳定性令其无法长时间运转。非线性光学产生紫外光的主要方法是非线性晶体频率变换技术，该种方法可以产生增益介质无法产生的新的紫外波段。非线性晶体的频率变换效率主要取决于其峰值能量，故获得高功率超短脉冲激光源是非线性频率变换获得紫外激光的必备条件之一。近些年来光纤激光器因其体积小、寿命长、维护成本低、光束质量好、节能环保、脉冲窄、峰值功率高、无需水冷等突出优点成为获得紫外光最佳的种子激光器。但是常用的啁啾脉冲光纤放大器在放大激光源获得高功率时由于增益带宽的限制无法获得较宽的光谱，同时由于放大过程中引入无法补偿的非线性啁啾量，脉冲也很难小于100fs，所以我们在频率变换获得紫外光谱的时候往往面临着效率低和紫外光谱窄等问题。
受上述问题的限制，稳定的高功率多波长超短脉冲紫外激光源很难获得，所以如何获得稳定的高功率多波长超短脉冲紫外激光源是时下研究热点之一。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，该产生方法通过利用预啁啾管理模块对超短脉冲光纤激光器的光脉冲进行高功率自相似放大，实现光脉冲的自相似演化，经光栅对压缩后可以获得高功率、宽光谱和窄脉宽的光脉冲输出，再经过可调谐的四倍频系统获得高功率可调谐的紫外光谱。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于所述产生方法包括如下步骤：将超短脉冲光纤激光器(000)、级联式高功率放大器(100)以及四倍频系统(200)依次连接；利用超短脉冲光纤激光器(000)产生超短光脉冲输出进入级联式高功率放大器(100)；级联式高功率放大器(100)由依次连接的第一级放大器(100a)、第二级放大器(100b)、预啁啾管理模块(100c)、第三级放大器(100d)以及啁啾补偿模块(100e)组成，第一级放大器（100a）和第二级放大器（100b）将光脉冲放大到瓦量级，再通过预啁啾管理模块（100c）将光脉冲优化至最佳，光脉冲进入第三级放大器（100d）中进行自相似放大，光脉冲的光谱和脉宽展宽，所述脉宽展宽引入的是线性啁啾量，啁啾补偿模块（100e）补偿掉所述线性啁啾量；之后输出超短光脉冲进入四倍频系统(200)，获得可调谐的紫外光。
超短脉冲光纤激光器(000)采用两个半导体激光泵浦源进行双向泵浦，泵浦光在两个波长选择型光纤准直器之间反射，反复泵浦增益输出的超短光脉冲。
第一级放大器(100a)采用单模增益光纤进行放大，第二级放大器(100b)采用大模场光子晶体增益光纤进行啁啾脉冲放大，第三级放大器(100d)采用大模场光子晶体增益光纤和预啁啾管理模块（100c）进行自相似放大。
各级所述放大器之间设置有隔离器以进行相互隔离。
四倍频系统(200)包括在光路上依次连接的汇聚透镜(201)、倍频晶体(202)、汇聚透镜(203)、绿光波段高透滤光片(204)、汇聚透镜(205)、倍频晶体(206)、汇聚透镜(207)以及紫外反射镜(208)；经过放大的光脉冲由汇聚透镜（201）聚焦在倍频晶体（202）之上获得二倍频光谱，再经过汇聚透镜（203）平行出射；出射光过绿光波段高透滤光片(204)后由汇聚透镜（205）聚焦在倍频晶体（206）上获得四倍频紫外光谱，四倍频紫外光谱经过汇聚透镜（207）平行输出，经紫外反射镜（208）反射获得紫外光谱。
汇聚透镜(201)上镀有近红外增透膜，汇聚透镜(203)以及汇聚透镜(205)上镀有可见绿光增透膜，汇聚透镜(207)上镀有紫外光增透膜。
本发明的优点是：
1）采用光纤激光器作为种子激光源，该类型激光器输出的光脉冲光谱范围合适、光束质量好，脉冲宽度较窄，结构简单，体积小，成本低；
2）采用级联式放大器，各级放大之间采用隔离器相互隔离，防干扰性好；
3）采用级联式放大器，各放大器使用半导体激光器进行泵浦，成本低，放大效率高；
4）采用级联式放大器，各放大器使用器件均是保偏器件，抗环境扰动能力强；
5）采用级联式放大器，各放大器的增益介质均是光纤，散热效果好，放大效率高，同时后两级采用高掺杂大模场面积的光子晶体光纤作为高功率放大的增益介质，可以有效降低非线性，获得超短脉冲；
6）采用预啁啾管理的自相似放大方法，自相似演化过程中可以进行自相似光谱演化拓宽光谱和脉冲自相似演化展宽引入线性啁啾，在放大级后可以轻易的补偿引入的线性啁啾获得高功率、窄脉宽、宽光谱的输出；
7）获得的近红外光脉宽窄，光谱宽，单脉冲能量高，倍频效率高，获得紫外光谱范围宽，功率高；
8）采用可调谐四倍频系统，该系统通过改变倍频晶体的匹配角来调节倍频波长，实现紫外波长的可调谐输出；
9）倍频系统所有透镜和镜片具有相应波长滤波和增透性能，可以滤除未倍频近红外光和二倍频的绿光光谱获得纯净的紫外光谱。
附图说明
图1为本发明中基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生装置系统框图；
图2为本发明中基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-2，图中标记000-200分别为：
超短脉冲光纤激光器000、半导体激光泵浦源001、单模光纤002、增益光纤003、单模光纤004、半导体激光泵浦源005、波长选择型光纤准直器006、四分之一波片007、二分之一波片008、偏振分束器009、四分之一波片010、光栅011、光栅012、零度角高反镜013、隔离器014、四分之一波片015、波长选择型光纤准直器016；
级联式高功率放大器100、第一级放大器100a、第二级放大器100b、预啁啾管理模块100c、第三级放大器100d、啁啾补偿模块100e、隔离器101、半导体激光泵浦源102、波分复用器103、增益光纤104、隔离器105、反射镜106、聚汇聚焦镜107、增益光纤108、半导体激光泵浦源109、隔离器110、反射镜111、光栅112、光栅113、反射镜114、聚汇聚焦镜115、增益光纤116、半导体激光泵浦源117、隔离器118、光栅119、光栅120、反射镜121、反射镜122；
四倍频系统200、汇聚透镜201、倍频晶体202、汇聚透镜203、绿光波段高透滤光片204、汇聚透镜205、倍频晶体206、汇聚透镜207、紫外反射镜208。
实施例1：如图1所示，本实施例具体涉及一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，该可调谐紫外光的产生方法包括如下步骤：
（1）将超短脉冲光纤激光器000、级联式高功率放大器100以及四倍频系统200进行依次连接，其中，级联式高功率放大器100由依次连接的第一级放大器100a、第二级放大器100b、预啁啾管理模块100c、第三级放大器100d以及啁啾补偿模块100e所组成，第一级放大器100a采用单模增益光纤放大，第二级放大器100b采用大模场光子晶体增益光纤进行啁啾脉冲放大，第三级放大器100d采用大模场光子晶体增益光纤和预啁啾管理模块100c进行自相似放大；四倍频系统200是通过两次倍频系统将近红外光谱倍频获得紫外光谱
（2）超短脉冲光纤激光器000产生的光脉冲序列作为种子激光源，其输出的超短脉冲进入级联式高功率脉冲放大器100进行放大；
（3）级联式高功率脉冲放大器100中的第一级放大器100a和第二级放大器100b将光脉冲放大到几瓦量级，再通过预啁啾管理模块100c将光脉冲优化至最佳，经预啁啾管理技术优化后光脉冲进入第三级放大器100d中进行自相似放大；自相似放大过程脉冲会进行自相似演化，其光谱和脉宽均会展宽，但是脉宽展宽引入的是线性啁啾量，啁啾补偿模块100e可以补偿掉该线性啁啾，获得宽光谱、高功率的超短脉冲输出；
（4）四倍频系统200是通过两次倍频系统将近红外光谱倍频获得紫外光谱；由于通过预啁啾管理技术和自相似放大系统获得的近红外光的脉宽十分窄、功率高，所以倍频效率非常高，获得的紫外光功率也很高；另外该近红外光谱非常宽，故其通过可调谐的倍频系统后可以在紫外波段范围内产生高功率的可调谐输出。
实施例2：如图1、2所示，本实施例具体涉及一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，该可调谐紫外光的产生方法包括如下步骤：
（1）将超短脉冲光纤激光器000、级联式高功率放大器100以及四倍频系统200进行依次连接，其中：
超短脉冲光纤激光器000包括半导体激光泵浦源001、单模光纤002、增益光纤003、单模光纤004、半导体激光泵浦源005、波长选择型光纤准直器006、四分之一波片007、二分之一波片008、偏振分束器009、四分之一波片010、光栅011、光栅012、零度角高反镜013、隔离器014、四分之一波片015以及波长选择型光纤准直器016；其中，单模光纤002、增益光纤003、单模光纤004、波长选择型光纤准直器006、四分之一波片007、二分之一波片008、偏振分束器009、隔离器014、四分之一波片015以及波长选择型光纤准直器016依次首尾连接构成环路，半导体激光泵浦源001连接波长选择型光纤准直器016泵浦端，半导体激光泵浦源005连接波长选择型光纤准直器006泵浦端；四分之一波片010一端连接偏振分束器009、另一端依次连接光栅011、光栅012以及零度角高反镜013。
级联式高功率放大器100由依次连接的第一级放大器100a、第二级放大器100b、预啁啾管理模块100c、第三级放大器100d以及啁啾补偿模块100e所组成，各级放大器之间设置有隔离器以进行相互隔离，避免各级放大器之间的相互干扰；其中，（A)第一级放大器100a采用单模增益光纤放大，包括依次连接的隔离器101、波分复用器103以及增益光纤104，波分复用器103的泵浦端连接有半导体激光泵浦源102，增益光纤104采用Yb-401型增益光纤；（B）第二级放大器100b采用大模场光子晶体光纤增益光纤进行啁啾脉冲放大，包括依次连接的隔离器105、反射镜106、聚汇聚焦镜107以及增益光纤108，增益光纤108的泵浦端连接半导体激光泵浦源109，增益光纤108采用掺镱双包层大模场面积光子晶体光纤；（C）预啁啾管理模块100c包括隔离器110、反射镜111、光栅112、光栅113以及反射镜114；（D）第三级放大器100d采用大模场光子晶体光纤增益光纤进行自相似放大，包括依次连接的聚汇聚焦镜115、增益光纤116以及隔离器118，增益光纤116泵浦端连接半导体激光泵浦源117，增益光纤116采用双包层大模场面积光子晶体光纤；（E）啁啾补偿模块100e包括光栅119、光栅120、反射镜121以及反射镜122。
四倍频系统200包括在光路上依次连接的汇聚透镜201、倍频晶体202、汇聚透镜203、绿光波段高透滤光片204、汇聚透镜205、倍频晶体206、汇聚透镜207以及紫外反射镜208；其中，汇聚透镜201镀近红外增透膜，汇聚透镜203、205镀可见绿光增透膜、汇聚透镜207应镀紫外光增透膜。
(2)超短脉冲光纤激光器000内所有器件选择工作中心波长为1030nm，半导体激光泵浦源001和005的工作波段是976nm，采用两个半导体激光泵浦源001和005双向泵浦，泵浦光在两个波长选择型光纤准直器006和016之间反射，反复泵浦增益光纤，其锁模后输出重复频率50-500Mhz、中心波长1030nm、功率几百毫瓦的超短脉冲，该超短脉冲将会进入级联式高功率放大器100进行放大，具体为：
半导体激光泵浦源001和005分别连接波长选择型光纤准直器006和016的泵浦端，波长选择型光纤准直器016公共端的单模光纤002与增益光纤003相连接；增益光纤003另一端和波长选择型光纤准直器006公共端的单模光纤004相连将光路变为空间光，空间光依次通过四分之一波片007、二分之一波片008、偏振分束器009、四分之一波片010、光栅对011和012、零度角高反镜013、隔离器014和四分之一波片015，经由波长选择型光纤准直器016的信号端进入回路；调整波片四分之一波片007、二分之一波片008以及四分之一波片015实现锁模。
(3)级联式高功率放大器100内所有器件工作中心波长均在1030nm，半导体激光泵浦源工作波长在976nm；超短脉冲光纤激光器000输出光脉冲过隔离器101后和半导体激光泵浦源102分别从波分复用器103的信号端和泵浦端输入，波分复用器103的公共端连接Yb-401型增益光纤104；第一级放大后的光脉冲过隔离器105后通过反射镜106和汇聚透镜107耦合进增益光纤108，半导体泵浦源109采用反向泵浦方式从增益光纤108另一端输入，放大后的光脉冲也在泵浦端输出，前两级放大获得十瓦量级的脉冲激光；第二级放大后的光脉冲过隔离器110后，经过预啁啾管理模块100c进行管理，然后光脉冲通过汇聚透镜115耦合进增益光纤116，同样采用反向泵浦方式将半导体激光泵浦源117从光纤另一端输入进行自相似放大，自相似放大后的光脉过隔离器118后进入啁啾补偿模块100e进行啁啾管理，获得百瓦量级平均功率、百纳米光谱宽度和几十飞秒的光脉冲。
(4)放大的光脉冲由汇聚透镜201聚焦在倍频晶体202之上获得二倍频光谱，再经过汇聚透镜203平行出射；出射光过绿光波段高透滤光片204后由汇聚透镜205聚焦在倍频晶体206上获得四倍频紫外光谱，紫外光经过汇聚透镜207平行输出，经紫外反射镜（208）反射获得紫外光谱；倍频晶体选择三种，可以旋转晶体固定架改变晶体的位置调谐倍频产生紫外光谱的中心波长；四倍频的啁啾脉冲掺镱光纤激光器产生的紫外光谱宽度一般小于1nm，本装置通过自相似放大可以获得光谱宽度5nm、中心波长在254-270nm范围可调谐的紫外光。
Claims (6)
1.一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于所述产生方法包括如下步骤：将超短脉冲光纤激光器(000)、级联式高功率放大器(100)以及四倍频系统(200)依次连接；利用超短脉冲光纤激光器(000)产生超短光脉冲输出进入级联式高功率放大器(100)；级联式高功率放大器(100)由依次连接的第一级放大器(100a)、第二级放大器(100b)、预啁啾管理模块(100c)、第三级放大器(100d)以及啁啾补偿模块(100e)组成，第一级放大器（100a）和第二级放大器（100b）将光脉冲放大到瓦量级，再通过预啁啾管理模块（100c）将光脉冲优化至最佳，光脉冲进入第三级放大器（100d）中进行自相似放大，光脉冲的光谱和脉宽展宽，所述脉宽展宽引入的是线性啁啾量，啁啾补偿模块（100e）补偿掉所述线性啁啾量；之后输出超短光脉冲进入四倍频系统(200)，获得可调谐的紫外光。
2.根据权利要求1所述的一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于超短脉冲光纤激光器(000)采用两个半导体激光泵浦源进行双向泵浦，泵浦光在两个波长选择型光纤准直器之间反射，反复泵浦增益输出的超短光脉冲。
3.根据权利要求1所述的一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于第一级放大器(100a)采用单模增益光纤进行放大，第二级放大器(100b)采用大模场光子晶体增益光纤进行啁啾脉冲放大，第三级放大器(100d)采用大模场光子晶体增益光纤和预啁啾管理模块（100c）进行自相似放大。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于各级所述放大器之间设置有隔离器以进行相互隔离。
5.根据权利要求1所述的一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于四倍频系统(200)包括在光路上依次连接的汇聚透镜(201)、倍频晶体(202)、汇聚透镜(203)、绿光波段高透滤光片(204)、汇聚透镜(205)、倍频晶体(206)、汇聚透镜(207)以及紫外反射镜(208)；经过放大的光脉冲由汇聚透镜（201）聚焦在倍频晶体（202）之上获得二倍频光谱，再经过汇聚透镜（203）平行出射；出射光过绿光波段高透滤光片(204)后由汇聚透镜（205）聚焦在倍频晶体（206）上获得四倍频紫外光谱，四倍频紫外光谱经过汇聚透镜（207）平行输出，经紫外反射镜（208）反射获得紫外光谱。
6.根据权利要求1所述的一种基于自相似放大器的可调谐紫外光的产生方法，其特征在于汇聚透镜(201)上镀有近红外增透膜，汇聚透镜(203)以及汇聚透镜(205)上镀有可见绿光增透膜，汇聚透镜(207)上镀有紫外光增透膜。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108880688A (zh) * | 2017-05-11 | 2018-11-23 | 北京遥感设备研究所 | 一种基于外调制技术的双波长超短光脉冲源 |
| CN109997075A (zh) * | 2016-08-25 | 2019-07-09 | 相干凯撒斯劳滕有限公司 | 模块化紫外线脉冲激光源 |
| CN113675712A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 吉林大学 | 一种深紫外掺镱光纤激光器 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040017833A1 (en) * | 2000-03-30 | 2004-01-29 | Cundiff Steven T. | Mode-locked pulsed laser system and method |
| CN101330190A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-24 | 天津大学 | 高功率和高重复率的光子晶体光纤紫外飞秒激光器 |
| CN103872561A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-18 | 天津大学 | 基于自相似展宽的混合型飞秒激光放大系统 |
| CN103904546A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-02 | 上海朗研光电科技有限公司 | 高精度光纤光学频率梳的测控方法及装置 |
| CN104283097A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-14 | 上海朗研光电科技有限公司 | 一种780nm的高功率光纤飞秒激光器 |
| WO2015012915A2 (en) * | 2013-04-22 | 2015-01-29 | Cornell University | Parametric comb generation via nonlinear wave mixing in high-q optical resonator coupled to built-in laser resonator |
| CN104348073A (zh) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | 中国科学院物理研究所 | 可调谐窄线宽深紫外激光器 |
| US20150086151A1 (en) * | 2012-04-11 | 2015-03-26 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Stabilization of an injection locked harmonically mode-locked laser via polarization spectroscopy for frequency comb generation |
-
2016
- 2016-01-07 CN CN201610007017.9A patent/CN105490144A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040017833A1 (en) * | 2000-03-30 | 2004-01-29 | Cundiff Steven T. | Mode-locked pulsed laser system and method |
| CN101330190A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-24 | 天津大学 | 高功率和高重复率的光子晶体光纤紫外飞秒激光器 |
| US20150086151A1 (en) * | 2012-04-11 | 2015-03-26 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Stabilization of an injection locked harmonically mode-locked laser via polarization spectroscopy for frequency comb generation |
| WO2015012915A2 (en) * | 2013-04-22 | 2015-01-29 | Cornell University | Parametric comb generation via nonlinear wave mixing in high-q optical resonator coupled to built-in laser resonator |
| CN104348073A (zh) * | 2013-08-09 | 2015-02-11 | 中国科学院物理研究所 | 可调谐窄线宽深紫外激光器 |
| CN103872561A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-18 | 天津大学 | 基于自相似展宽的混合型飞秒激光放大系统 |
| CN103904546A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-02 | 上海朗研光电科技有限公司 | 高精度光纤光学频率梳的测控方法及装置 |
| CN104283097A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-14 | 上海朗研光电科技有限公司 | 一种780nm的高功率光纤飞秒激光器 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| C.K.NIELSEN等: ""self-starting self-similar all-polarization maintaining Yb-dope fiber laser"", 《OPT.LETT.》 * |
| WISE等: ""Possibility of self-similar pulse Evolution in a Ti:sapphire laser"", 《OPT.EXPRESS》 * |
| 赵健: ""掺镱光纤光学频率梳产生及高功率放大技术研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
| 闫明: ""高重复频率超短脉冲放大及相位噪声抑制的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109997075A (zh) * | 2016-08-25 | 2019-07-09 | 相干凯撒斯劳滕有限公司 | 模块化紫外线脉冲激光源 |
| CN109997075B (zh) * | 2016-08-25 | 2023-03-14 | 相干凯撒斯劳滕有限公司 | 模块化紫外线脉冲激光源 |
| CN108880688A (zh) * | 2017-05-11 | 2018-11-23 | 北京遥感设备研究所 | 一种基于外调制技术的双波长超短光脉冲源 |
| CN113675712A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 吉林大学 | 一种深紫外掺镱光纤激光器 |
| CN113675712B (zh) * | 2021-08-25 | 2022-07-08 | 吉林大学 | 一种深紫外掺镱光纤激光器 |
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