單縱模激光器和多縱模激光器有什么區別？

  激光技術作為現代工業與科研的核心工具，其輸出模式的差異直接決定了應用場景的邊界。單縱模激光器與多縱模激光器作為兩大主流類型，通過諧振腔內振蕩模式的不同，在頻譜特性、光束質量及功率輸出上形成鮮明對比。四川梓冠光電將帶你深入解析兩者的技術差異，并探討其在精密制造、通信及科研領域的創新應用。

  一、頻譜特性的區別

  單縱模激光器的核心特征在于其諧振腔內僅支持單一頻率的激光振蕩，通過色散腔法（如棱鏡或光柵）或標準具選頻技術，將增益帶寬內的其他頻率分量抑制，僅保留單一縱模。這種特性使其頻譜線寬可窄至千赫茲甚至更小，相干長度可達數百米，遠超普通激光器。例如，在光纖傳感領域，單縱模激光器憑借其超窄線寬特性，可實現納米級應變或溫度變化的精確測量。

  多縱模激光器則允許諧振腔內多個頻率同時振蕩，其頻譜呈現多峰結構，線寬可達吉赫茲級。盡管各縱模的相位關系隨機，但通過鎖模技術（如主動鎖?；虮粍渔i模），可將這些縱模的相位同步，從而輸出脈寬僅皮秒量級的超短脈沖。這種特性在激光雷達中尤為重要，多縱模激光器可結合頻率梳技術，通過多波長并行探測提升三維成像的分辨率與速度。

  二、光束質量與功率輸出的區別

  單縱模激光器通常采用單橫模（基橫模）設計，光強分布呈高斯型，光束質量因子M2接近1，發散角極小。這種特性使其在微納加工領域具有不可替代的優勢。例如，在半導體光刻中，單縱模激光器配合空間光調制器，可實現亞微米級線寬的圖形轉移；在眼科手術中，其聚焦光斑直徑可控制在50微米以內，顯著降低熱損傷風險。

  多縱模激光器雖光束質量略遜（M2>1.5），但通過增大諧振腔尺寸或采用多模光纖，可實現千瓦級功率輸出。在工業焊接領域，多縱模激光器憑借其高能量密度，可穿透10毫米以上厚鋼板，實現深熔焊；在激光切割中，其光斑能量分布均勻性更優，可減少切割面毛刺，提升加工效率。

  三、應用范圍的區別

  單縱模激光器的應用場景高度依賴其頻譜純度與相干性。在量子通信中，其低相位噪聲特性可保障糾纏光子對的穩定傳輸；在冷原子干涉儀中，單縱模激光器作為冷卻與操控光源，將原子團溫度降至納開爾文級。此外，其作為泵浦源，可驅動光學參量振蕩器產生可調諧中紅外激光，應用于氣體分子光譜分析。

  多縱模激光器則更側重于高功率與能量轉換效率。在激光慣性約束聚變研究中，多縱模激光器通過多束光束時空同步，可實現靶丸的對稱壓縮；在增材制造中，其高功率密度可加速金屬粉末熔融，縮短制造周期。值得關注的是，多縱模激光器在激光清洗領域展現出獨特優勢，通過調整縱模數量，可精準控制表面氧化層的剝離厚度，避免基材損傷。

  單縱模與多縱模激光器的技術分野，本質上是精密控制與功率輸出的矛盾統一。前者以頻譜純度為基石，構筑起量子通信、精密測量等領域的科技高峰；后者以能量密度為利刃，開辟了工業制造、能源開發的新紀元。隨著超快激光技術與智能控制算法的融合，兩者之間的界限或將進一步模糊，但其在各自領域的核心價值，仍將是推動激光技術演進的關鍵力量。