前 言
在国家科技创新战略引领下,我院高分辨显微成像研究室重磅推出自主研发的飞秒光纤激光器产品,精准赋能多光子显微成像、生物医学检测、光学精密测量等前沿领域。为攻克飞秒激光器上游供应痛点及下游应用难点,我们同步推出了工业级非线性显微成像系统。系列产品已成功服务于北京大学、上海理工大学、南开大学、中国科学院深圳先进技术研究院等顶尖科研机构,赢得了客户的高度赞誉。

一、产品简介
针对多样化的工业精密加工与前沿科学研究需求,团队开发了覆盖全波段、具备不同功率版本的飞秒光纤激光器及种子源产品。该系列产品采用全保偏光纤一体化结构,确保系统稳定可靠;模块化设计理念,让维护与系统升级变得高效、便捷。产品典型应用波段覆盖520 nm、780 nm、920 nm、1040 nm、1560 nm及1900~2100 nm。配套开发的非线性显微成像系统,与自研飞秒激光器完美匹配,为第三代半导体晶圆、光子芯片/器件以及片上铌酸锂等提供精准的三维表征与检测,同时也为生物医学领域提供高分辨成像解决方案。系统支持从光源到检测模块的全链条定制,为客户提供从基础研究到工业量产的完整技术支撑。
二、产品特点
极致稳定,持久可靠:飞秒脉冲激光器采用全光纤一体化设计,基于稳定的泵浦封装工艺,并融合先进的温度预测及补偿算法,确保输出波长与功率稳定,长时间运行可靠性高。
灵活集成,按需升级:支持空间光及光纤耦合等多种输出方式,灵活适配各类应用场景。我们更提供微光学系统设计的定制化服务,助力客户轻松实现系统的功能升级与性能拓展。
无损成像,高效精准:非线性显微成像系统作为纯光学检测手段,无需繁琐制样,即可对样品内部进行无损观测。其具备二维及三维成像能力,兼具大视野与高分辨率的优点,是实现快速、高清、无损检测的理想选择。
三、技术参数
飞秒光纤激光器

非线性显微成像系统

四、应用场景
1.多光子显微成像
2.光学精密检测
纳米级表面形貌测量:飞秒激光结合非线性光学显微技术,可检测亚波长级表面缺陷,是光学元件、超精密加工件及微纳器件质量控制的理想选择。
非接触、无损伤检测:适用于半导体晶圆、光学玻璃等脆性材料,避免传统机械探针可能造成的物理损伤。
3D微结构重建:可实现微米级精度的三维形貌分析,为材料表征提供完整立体数据。
3.半导体缺陷检测
晶格缺陷可视化:利用二次谐波/三次谐波对晶体对称性敏感的特性,可检测硅、碳化硅、氮化镓等材料的位错、层错、应力分布。
高灵敏度、高速度:相比传统电子显微镜,飞秒激光系统可实现无真空、无镀膜的快速检测,极大提升研发与生产效率。
晶圆级检测:可对晶圆进行三维扫描,适用于晶圆的缺陷筛查与良率控制。
4.光学相干断层扫描
超高分辨率成像:飞秒激光的宽光谱(百纳米带宽)可提供<2 μm的轴向分辨率,远超传统OCT(~10 μm)。可提升眼科诊疗中视网膜层析成像精度,便于早期诊断青光眼、黄斑变性。也可无创检测皮肤黑色素瘤边界及表皮层病变。
适配“厚组织/深层成像”:飞秒激光的短相干长度(通常<10 μm)可有效抑制非目标深度的杂散光干涉,减少背景噪声,在皮肤真皮层、黏膜下层等深层组织中也能保持清晰的信号对比度。
功能型OCT拓展:飞秒激光激发多种非线性光学效应,使OCT实现“结构+功能”同步成像,可应用于血流速度的定量测量、辅助肿瘤良恶性判断。
工业光学元件质检:可用于高效检测玻璃、蓝宝石衬底等透明材料的内部分层、气泡、划痕等缺陷。

五、应用实例
实例1. 铌酸锂(LiNbO₃)光子芯片极化微畴成像
技术挑战:
铌酸锂(LN)作为集成光子学的核心材料,其铁电畴结构直接影响电光调制器、频率转换器、量子光源等器件的性能。传统检测方法(如化学蚀刻、PFM)存在破坏性、低通量、低分辨率等问题。
“飞秒激光+非线性显微”的解决方案:
非破坏性、高分辨率成像:利用二次谐波显微(SHG)对LN晶体的非中心对称性敏感特性,实现极化微畴的无损成像。飞秒激光的超短脉冲(约100fs)可避免热损伤,适用于晶圆级、芯片级检测。
三维畴结构重构:结合多光子激发与扫描,实现极化畴的3D分布可视化(如周期性极化铌酸锂,PPLN)。可检测畴壁倾斜、缺陷、反转不完全等关键参数。
在线工艺监控:实时监测电场极化过程,优化畴工程(如周期、占空比),提升非线性光学转换效率。
实例2. 氮化镓(GaN)功率器件晶圆缺陷检测
技术挑战:
GaN功率器件的位错、应力、界面缺陷会导致器件漏电、击穿电压下降。传统方法(TEM、阴极发光)需破坏样品、耗时且昂贵。
“飞秒激光+非线性显微”的解决方案:
晶格缺陷快速筛查:二次谐波/三次谐波显微对GaN的六方晶格对称性破缺敏感,可定位位错(穿透位错、螺旋位错)。且飞秒激光的非线性激发可穿透厚外延层,实现全片扫描。
应力分布可视化:通过二次谐波偏振依赖分析,量化材料中的应力梯度。
界面缺陷检测:针对材料的界面缺陷,可揭示其三维形貌。


六、服务模式
1.标准化产品服务
快速交付:精选成熟产品线,快速备货,极速发货
品质保障:提供第三方检测报告与1年质保
体验优先:支持样机免费试用
2.深度定制化服务
需求诊断:工程师1v1对接,提供场景化解决方案设计
柔性生产:支持参数调整/外观定制/功能模块组合
开发周期:常规需求2个月内交付,复杂项目分阶段验收
3.技术验证支持
专业检测:提供权威第三方检测机构合作渠道
场景模拟:支持实地试用或远程数据监测服务
报告输出:生成定制化性能评估分析报告
4.全流程服务保障
全天在岗:7×12小时全天候技术响应
售后到位:售后问题2小时内快速响应,复杂问题48小时出具解决方案
主动联系:定期客户回访与主动设备维护提醒服务

技术支持:zhangzelin@ydioe.pku.edu.cn;15950526787
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