C频准深耕精准激光量子半导体双轮驱动成长

内容目录耕准光道子与导双驱成长 6脱上光所厚科基筑技底座 6光技路差突破构全段准源平台 7核单激器放量高利撑绩增 10自路突多制约构精激技壁垒 12向界技沿子科打精激成空间 16多术线行，量计催高能光需求 16量精测迈业化超激构核基石 23量通产加张，子源为键础硬件 28宽段高率噪声多性匹量科技求 29向济战，体高光国替空广阔 32先光精持升，频光能密造 33先制驱量升级短长光求升 35晶单化艺升级激隐打高加值用 38标球准光头TOPTICA，场拓打开长界 42险示 50图表目录图1.频激发历程 6图2.频激股结图 6图3.频激营收及增（万；） 10图4.频激激器入拆（万） 10图5.频激归净润（万） 10图6.频激费率况（） 10图7.频激光综毛率（） 11图8.频激毛率况分务） 11图9.激谐器主元件 12图10.光基结工作理 12图11.准光准器产波及率盖图 14图12.准光产型结构 14图13.球子算规模202~205E（美元） 16图14.球子算市场模十美） 17图15.子算控市场模百美） 17图16.获子意图 18图17.性Paul子中的Ca⁺子验意图 18图18.Ca⁺离能图 18图19.备操控Ca⁺–N₂⁺离体的合验图 19图20.子量计激光址量门控统 19图21.子子特光操及光出理 20图22.子子特化及暗荧读出 20图23.光（MOT）空间构 20图24.子子特化及暗荧读出 20图25.镊列意图 21图26.性子限焦点近 21图27.何对Sr子行0和122图28.德态子数的间布 23图29.德阻双实验意图 23图30.性子子的态择荧读出 23图31.子密量术与用谱 24图32.子感业周期意图 25图33.球子感规模测202-205十亿元） 25图34.学子的示意图 26图35.离和性晶格钟统意图 27图36.晶示图 27图37.学率的原理意图 27图38.球子全规模亿元） 28图39.子钥发示意图 29图40.子钥发BB84协示图 29图41.振码子分发（QKD）统构图 29图42.利据解 33图43.ASML品线图 33图44.进描工理 34图45.ASMLTWINSCAN34图46.Michelson涉工作理 34图47.圆检案例 35图48.图晶缺测原理 36图49.案晶缺测原理 36图50.同厚应的光反特征 36图51.膜下面反射成长相干涉 36图52.测象单厚发到杂维构 37图53.OCD完工流程 37图54.维面貌图 37图55.光射理晶片部SD的片 39图56.膜程 40图57.膜理 40图58.TOPTICA应领域 42图59.泵浦³He部磁共成示例 43图60.机腔械器电显镜像 43图61.导激与应光工原示图 45图62.空光信（DSOC）统作理意图 45图63.色PALM分显微像例 46图64.秒纤光的多子微像例 46图65.赫脉多层厚检示图 48图66.赫时光层结测原示图 48图67.同体有性的赫吸光谱指纹” 48表1：准光理技术干况 7表2：准光与工业光对比 7表3：准光子器产矩阵 8表4：准光光产品阵 8表5：准光频激光产矩阵 8表6：准光频光激器品阵 9表7：准光频激光产矩阵 9表8：准光冲器产矩阵 10表9：准光集投向 11表10：益质激器类型 13表11：体光四路线 13表12：准光传光纤光线础进多环精化级 14表13：懂准光核心数 15表14：子算主技术线别行义 16表15：子量域光的要用 26表16：子技光设备求 29表17：Rb原用万特量计的光求 30表18：Yb光原钟要达7不激光 30表19：量子技域光器能标问函径） 31表20：导制的项核工艺 32表21：准光密量产矩及圆造光器能标 35表22：维面貌数分类 37表23：圆检设要求 38表24：准光圆测产矩及圆检激光性指标 38表25：圆割式 39表26：SDLayer四模式 40表27：圆切品能要—应1099nm激光产品 41表28：TOPTICA品阵 42表29：TOPTICA光量子理究主应用 43表30：TOPTICA光量子算模的要用 44表31：TOPTICA光量子感计的要用 44表32：TOPTICA光量子信主应用 44表33：TOPTICA光空间域主应用 45表34：TOPTICA光生命学医领的要应用 46表35：TOPTICA光半导检和测域主要用 47表36：TOPTICA光光刻微加领的要应用 47表37：TOPTICA光测试量域主应用 48表38：TOPTICA光传感谱域主应用 49深耕精准激光赛道，量子与半导体双轮驱动成长脱胎上海光机所，深厚科研基因筑牢技术底座2017图1.频准激光发展历程准激光官网，国投证券证券研究所54.717.3362.04实际控制人。同时，公司核心管理人员（如付小虎，技术骨干（如潘伟巍、赵儒臣和董金岩图2.频准激光股权结构图准激光招股说明书，国投证券证券研究所49123161200160600（SCI荣获中国科学院院长特别奖、上海市青年科技杰出贡献奖等，并在LaserandPhotonicsReviewSCI40表1：频准激光管理层和技术骨干情况姓名 职务 履历姓名 职务 履历张磊 董事长、经理董事、副总

博士研究生学历，1986年4月出生，中国国籍，无境外永久居留权，公司控股股东、实际控制人。20146201810任中科院上海光机所副研究员1120245事、经理；20245202412202412博士研究生学历，1990年10月出生，中国国籍，无境外永久居留权。2018年7月至2019年10月，任中

经理、研发总监兼电学研发部总监财务负责人兼董事会秘书

科院上海光机所博士后研究员20900452245202412202412大专学历，中国注册会计师、中国注册税务师、中国注册资产评估师、正高级会计师、高级经济师，19716199181999121200612200712010920101020146紫罗兰家纺科技股份有限公司董事、副总经理、董事会秘书、财务总监；2014820235通富微电子股份有限公司财务总监；20236202412202412112020720245有限种子研发部总监；20245202412202412102018520188任中科院上海光机所博士后研究员；20181020199201910202110202111202452024520241212博士研究生学历，1992博士研究生学历，199282020620245职工董事、 有限生产总监光纤研发部总监年5月至2024年12月任频准有限董事生产总监兼光纤研发部董金岩 光纤研发部 总监；2024年12月至2025年8月任发行人董事生产监兼光纤研发部总监；2025年8月至2026年总监 4月任发行人职工董事生产总监兼光纤研发部总监；2026年5月至今任发行人职董事光纤研部总监。准激光招股书，国投证券证券研究所光纤技术路线差异化突破，构建全波段精准光源平台能量高、单色性好、相干性好等特点，激光在工业上的应用主要是利用激光能量高的特点，（如220kWWmW表2：精准激光器与传统工业激光器对比对比维度 传统工业激光器 精准激光器对比维度 传统工业激光器 精准激光器性能区别 侧重提升功率，连续光纤激光器已100kW2kW传统高功率光纤激光器由泵浦系统+

追求高精度与可调控性，功率多为百瓦甚至毫瓦级，但对线宽、噪声、稳定性等指标要求极高。（DFB固定外腔半导体或超快种子）产生优异特性的初始光束，再经增益放大（光纤或结构区别

振荡放大输出高功率激光。华有策，国投证券证券研究所

固体放大器，非谐振器放大，以免引入噪声），随后根据需要进行频率变换及光学集成（锁定、分束、合束、移频、开关等），最终满足量子科技、半导体等领域对精准光源的需求。公司产品可以分为种子激光器、激光器和激光系统。1）种子激光器：种子激光器是复杂的的激光束（如极窄线宽、极低噪声、高波长稳定性和接近衍射极限的光束质量模式等，供DFB表3：频准激光种子激光器产品矩阵产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景DFB光器固定外腔半导体激光器

在增益掺杂光纤上进行光纤光栅刻写建立超短谐振腔，通过在光栅中插入相移的方式引入窄带滤波效果，从而实现单频激光输出，目前可以在1010-1162nm1525-1610nm1695-2140nm1kHz。基于蝶形封装的固定外腔半导体激光器，在超短腔和固定空间滤波元件下实现单频激光输出，在公司自主设计的温控和电流驱动电路下，实现窄线宽激450-1625nm

量子计算、量光学精密测量光学精密测量准激光招股说明书，国投证券证券研究所激光系统激光系统主要为集成稳频的窄线宽低噪声宽波段激光器。表4：频准激光激光系统产品矩阵高性能稳高性能稳频激光器内置原子分子吸收池，通过精密光谱技术，激光器能自主锁定在特定的吸收 半导体检测，量子精谱线上，实现激光波长的长期稳定性。 密测量，光通讯超稳激光系统基于高精细度的FP腔和高性能的PDH锁频系统，实现Hz线宽的超稳激光系 光学精密测量、量子统，稳定性接近FP腔的热噪极限，秒级稳定度2E-15。 计算、量子精密测量产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景光学频率梳

基于低噪声高稳定锁模激光器，通过锁定射频或光频的方式实现激光频域所有模式的锁定，从而在宽光谱范围内形成高稳定低噪声频率梳齿输出，形成193U2W500nm-2200nm准激光招股说明书，国投证券证券研究所

量子精密测量、冷原子/离子、原子钟/光钟、频率校准、时间频率传递激光器：根据工作方式分为连续激光器和脉冲激光器，连续激光器根据波长不同又进一1-2.2μm760-1000nm2200-5000nm760-5000nmRb780b40nCs85nRb（103n106nm、Yb343n等。表5：频准激光单频红外激光器产品矩阵780nm780nm频激光器852nm基于窄线宽种子激光器经过掺铒放大器后倍频实现780nm段窄线宽激光输 半导体检测，量子精出，多种规格型号，是公司激光器产品出货最多的波长之一。 密测量，光通讯掺铒窄线宽种子激光器经过放大器后与同样路线得到的掺铥激光进行和频产 光学精密测量、量生高功率窄线宽852nm激光出，具有高功率和低强度噪声的特点。 计算、量子精密测产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景1064nm频激光器1550nm频激光器

基于掺镱光纤放大技术，实现对1064nm单频输入激光的放大，最大输出为300W，同时保证了输出激光极低的强度噪声和相位噪声。具有高功率、低噪声放大、超快速种子切断保护等特点。1550nm超快速种子切断保护等特点。准激光招股说明书，国投证券证券研究所

量子精密测量、冷原子/离子、原子钟/频率传递光通信/激光雷达/感/光钟单频可见光激光器为可见光波段400-760nm的单频激光器。公司利用非线性频率变换，对1000-2000nm400-760nmRb420Yb（56na59nm63nSr（68nSr（698nm）表6：频准激光单频可见光激光器产品矩阵420nm420nm频激光器420nm/干涉长寿命以及优异的光束质量。532nm频激光器532nmmW80W的光束质量以及长寿命。589nm频激光器曝光引力波/光钟/冷原子/拉曼/泵浦源/晶圆量检测基于高功率低噪声拉曼放大和倍频技术产生高功率589nm线宽激光输出， 钠导星/空间通信/功率稳定性好，光束质量优异。 子精密测量/眼科产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景准激光招股说明书，国投证券证券研究所400nmDFB400nm表7：频准激光单频紫外激光器产品矩阵产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景266nm产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景355nm390nm

266nm50kHz2W355nm40kHz4W长寿命以及优异的光束质量。基于单频种子激光器、光纤激光放大以及高效率的频率转换技术，频准激光390nm8W稳定度，长寿命以及优异的光束质量。准激光招股说明书，国投证券证券研究所

晶圆量检测（干涉计量/缺陷检测（无图检测）干涉曝光、光栅刻写表8：频准激光脉冲激光器产品矩阵产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景产品名称 产品示意图 产品简介 应用场景纳秒激光器纳秒激光器1100nm晶圆隐切优异的光束质量紫外皮秒激光器基于固体激光器方案，实现高重频、高功率的紫外266nm、355nm激光输出 微加工飞秒激光器可实现大能量飞秒脉冲输出，脉宽短至200飞秒以内，单脉冲能量最大可达10mJ，平均功率可达100W以上TGV/前沿科学准激光招股说明书，国投证券证券研究所核心单频激光器加速放量，高毛利支撑业绩高增1.4820254.1868.202023—20250.421.49CAGR87.730.461.32CAGR0.300.72CAGR1.183.5380.09提升至84.50图3.频准激光营业收入增（百万元；%） 图4.频准激光激光器收拆（百万元） 激光股说书国投证证券究所 激光股说书国投证证券究所20230.6020251.592024202591.2237.91用结方售理研发用整保稳2025年别为.155.和图5.频准激光归母净利（万元） 图6.频准激光费用率情（%）激光股说书国投证证券究所 激光股说书国投证证券究所毛利率维持高位，核心单频激光器盈利能力突出。公司综合毛利率整体保持稳定，2023—202568.53、67.7869.33，20251.55202471.03和71.3920233.3170图7.频准激光综合毛利（%） 图8.频准激光毛利率情分务（%）激光股说书国投证证券究所 激光股说书国投证证券究所募集资金总额为14.10亿元，完善产业链和产品布局。1）精准激光系统产业化建设项目：63,700.3663,700.362（23.176.31（2年研发中心建设项目：37,171.2037,171.20315,158.4115,158.41计建设期为3表9：频准激光募集资金投向项目名称总投资额（万元）拟投入募集资金（万元）项目建设期精准激光系统产业化建设项目63,700.3663,700.362年研发中心建设项目37,171.2037,171.203年武汉研发中心建设项目15,158.4115,158.413年补充流动资金25,000.0025,000.00合计141,029.97141,029.97准激光招股说明书，国投证券证券研究所自研路线突破多参数制约，构筑精准激光技术壁垒图9.激光谐振器的主要件 图10.激光器基本结构及作理oherent，国投券券研究所 注：1为增介质，2为泵能，3高反镜，4输出合，5为激光出；lite，国投证券证券研究所增益介质：CO2YAG输出功率：指单位时间内输出的能量。不同类型激光器的输出功率范围差异较大。对光（1-3k（W-6kW6W10kW工作方式：可分为连续激光器和脉冲激光器。连续激光器可以在较长一段时间内连续输输出波长：精度和用途：分为工业加工激光器和精准激光器。工业加工激光器通过聚焦高能光子束乃至对器件的清洁度、工作温度等需求差异都较大。因此当前精准激光器主要应用于科研领类型 典型示例域、半导体领域、传感领域、精密测量领域、低空卫星领域、生物医疗领域等。表10：增益介质和激光器类型类型 典型示例气体 二氧化碳（CO2)、准分子、离子、氦氖液体 荧光染料增益 固态掺杂晶体 YAG(Nd:YAG)、钒酸盐(Nd:YVO4)、钛宝石(Ti:S)、掺镱璃介 掺杂光纤 掺铒光纤、掺镱玻璃光纤质半导体二极管 二极管激光器、光泵半导体激光器(OPSL)、垂直腔面发射光器(VCSEL)自由电子 自由电子激光器(FEL)激光器CO2放电半导体电流（半导体激光器）、半导体激光器（OPSL、VCSEL）准分子放电光纤半导体激光器离子放电固态闪光灯、半导体激光器钛宝石固态(Nd:YVO4)激光器、OPSLoherent，国投证券证券研究所100kHz-MHzDFB1kHz-10kHz的线宽，比半导体激光器低了1-2个量级。二是波长覆盖更广，半导体激光器波长覆盖370-1650nm，而频准激光的光纤激光路线通过非线性频率变化可以将波长范围覆盖177-5000nm。3-4W50-200W表11：固体激光器四种路线项目 半导体激光路线 钛宝石激光路线 固体激光路线 光纤激光路线项目 半导体激光路线 钛宝石激光路线 固体激光路线 光纤激光路线代表企业 Toptica 美国Spectra-Physics 德国Xiton、美国Coherent

频准激光波长范围 370-1650nm 668-1068nm 320-1100nm 177-5000nm功率 低（420nm2W，840-852nm2W）

中（1013nm2W，840-852nm7W）

高，尤其在大能量激光器方面具有优势

高，功率大幅领先于半导体激光器和钛宝石激光器线宽更窄，高频相噪低20-30dB。线宽 <100kHz <30kHz

MHz

1μm<3kHz；1.5μm<1kHz；2μm<5kHz。177-5000nm整体均<40kHz稳定性 易跳模 易跳模 易跳模 种子源不跳模可搬运 不可搬运，内含可移零部件

不可搬运，内含可移动零部件

可搬运 激光在光纤内部传输或在全固定的空光路中传输，内部无可移动的零部件结构 较简单 复杂，体积庞大 中等 中等，但连接简单供应商

国内供应稳定性尚有差距，激光增益芯片原材料受限于国外

国内无成熟可靠的单频 国内暂无成熟厂家 部件国产化率钛宝石激光器供应商准激光招股说明书，国投证券证券研究所DFB177-5000nm图11.频准激光精准激光产波长及功率覆盖图 图12.精准激光器产品典结构激光股说书国投证证券究所 激光股说书国投证证券究所表12：频准激光在传统光纤激光路线基础上进行多环节精准化升级方面 传统光纤激光路线 频准激光光纤激光路线 效果方面 传统光纤激光路线 频准激光光纤激光路线 效果/种子源

组成光纤振荡器，直接在谐振腔内产生激光放大波段主要受稀土增益光纤限ASE输出波长主要受光纤增益材料自身增益范围约束种子源、泵浦及放大过程会引入驰豫振荡、泵浦功率波动、温度及振动等噪声传统光纤激光器主要关注激光产生和功率放大，本身不一定具备高精度绝对频率锁定能力准激光问询函，国投证券证券研究所

将普通光纤振荡器升级为精准种子源DFB方式产生单频窄线宽激光发辐射抑制、受激布里渊散射抑制、精细热管理1–2μm非线性频率变换进一步引入腔稳频、光学频率梳稳频

实现单频、窄线宽、低噪声、连续无跳模和可调谐输出，提升激光初始品质在保持单频和低噪声的同时实现更高功率、更宽增益波段和更高长期可靠性；拉曼方案将光纤增益拓展至约1000–2000nm将输出波段由光纤原生波段进一步扩展177–5000nm红外及中红外同时降低强度噪声和频率噪声，在提升功率的同时保持精准激光输出将“窄线宽”进一步升级为高频率准确度和高长期稳定度，满足原子钟、量子科技、精密制造和工业干涉计量等需求光的频率纯度极高，能量集中在极窄的频率范围内，通常用“半高全宽（FWHM）”来衡量，单位为赫兹（Hz。它反映了光源的频率稳定性：线宽越窄，光的频率越单一，单色性越好，MHzkHzHzDFBFCL<10kH激光器的“噪声”是各种输出参数随机波动的简称。（表13：读懂精准激光的核心参数参数 通俗含义参数 通俗含义功率 同波长产品中，功率越大越好。功率越高，所需技术和工艺要求越高，可覆盖更强光强需求的应用。波长 波长无“大小优劣”，激光的波长必须精确匹配量子比特的能级跃迁波长，匹配度直接决定应用可行性。线宽 同波长、同功率产品中，线宽越小越好。它是衡量激光单色性、频率稳定度的关键指标，线宽越小，光谱纯净度越高制造难度也越高。无跳模调谐范围

调节需求，实用性能更强。光束质量 M2因子越接近1，表示光束量越好。光束质量越好，对激光器设计和工艺要求越高。相位噪声 相位噪声越低越好它反映激光光波相位的时间不确定性表现为频率抖动或相干性下降噪声越低激光频率越稳定强度噪声 强度噪声越低越好它是激光输出功（光强的时间不规则波动噪声越低功率稳定性越好技术难度越高可避免测量信号受功率波动干扰。功率稳定性 功率稳定性越高越好。激光功率的波动会直接转换为测量信号的噪声，导致测量结果重复性差、精度降低。椭圆率 椭圆率越接近1越好光束圆率为“最小宽度与最大宽度之比描述光斑质量越接近光斑越圆表示光束质量越好。指向稳定性 指向稳定性越高越好。它是激光束传输中保持指向不变的能力，稳定性越高，激光应用的精度和可靠性越强。准激光招股书，国投证券证券研究所面向世界科技前沿，量子科技打开精准激光成长空间多技术路线并行演进，量子计算催生高性能激光需求2025达了66.1亿至2030的CAGR达到81.392029着容技的203020352035到6817.1图13.（（十亿美元）026全球量子计算产业发展展望，国投证券证券研究所技术路线各有千秋，核心差异在于物理载体（电路/离子/光子、操控能标（微波/光频/静电、环境需求（低温/真空/磁场）及扩展瓶颈（退相干/串扰/光子损耗）等方面，技术路表14：量子计算各主要技术路线分别进行定义技术路线 定义技术路线 定义超导

利用约瑟夫森结的超导电路量子态（如Transmon的电荷-相位自由度）编码量子比特，通过微波脉冲（GHz频段）操控量子态，依赖电容或谐振腔光子耦合实现多比特纠缠。超导量子计算需要运行于稀释制冷机环境（~10mK）以维持量子相干性。通过电磁场（Paul/Penning）囚禁离子链（Yb+/Ca+），以电子基态与亚稳态编码量子比特，利用激光Mølmer-Sørensen（<10⁻¹¹mbar与激光冷却（μK）中性原子 以光镊阵列囚禁中性原（如Rb/Cs），量子比特编码于基与里德堡（n>50），通过德堡阻塞效应实现受控相位门依赖偶极-偶极相互作用（C₆数）构建纠缠。中性原子量子计算需激光冷却（μK级）光晶格束缚等核心设备。光量子 以光子偏振/路径自由度编码量子比特，通过线性光学元件（分束器、波片）和Hong-Ou-Mandel干涉实现量子逻辑门，依赖纠缠光子源（SPDC）与单子探测器完成测量。半导体 利用半导体量子点中的电子/空穴自旋态（如Si/SiGe或GaAs异质结）编码量子比特，通过电控势阱局域载流子，借助旋共振（ESR）或交换相互作（Heisenberg模型）实现门作。拓扑 利用非阿贝尔任意子（如Majorana零能模或ν=5/2分数子霍尔态）的拓扑简并态存储量子信息，通过编织这些任意子（即交换它们的位置），可以实现量子比特的操作。026全球量子计算产业发展展望，国投证券证券研究所202520352025年36.912030496.1620351626.67光学测控扩张更快、体量更大。根据《2026年全球量子计算产业发展展望》，光学测控20303/图14.全球量子计算上游场模（十亿美元） 图15.量子计算测控系统场模（百万美元）026全量子算产发展展，国证券券研所 026全量子算产发展展，国证券券研所（一）离子阱技术路线“—态测量图16.捕获离子示意图ennylane，国投证券证券研究所以40𝐶𝑎423nm375nm379nm正电的𝐶𝑎离子。生成的离子并非由激光直接囚禁，而是被离子阱产生的射频及静电场捕397nm𝐶𝑎实现多普勒冷却并降低离子的运动能量。由于离子在冷却循环中可能跃迁至亚稳态还需要866nm397nm暗态397nm866nm729nmCa⁺854nm423nm、379nm、375nm、397nm、866nm、729nm854nm图17.线性Paul离子阱中的Ca⁺离子试验示意图 图18.Ca⁺离子能级图 Adiabaticallycontrolledmotionalstatesofaground-statecooledCaO+andCa+trappedionchain

Part-per-billionmeasurementofthe42S1/232D5/2electricquadrupoletransitionisotopeshiftsbetween42,44,48Ca+and40Ca图19.制备和操控Ca⁺–N₂⁺离子体系的综合实验装置图Automationinquantumlogicexperimentswithcoldmolecularions》，国投证券证券研究所∣0⟩和∣1⟩状Mølmer–Sørensen图20.离子阱量子计算的激光寻址与量子门操控系统enchmarkingan11-qubitquantumcomputer，国投证券证券研究所““暗态”EMCCD、PMT图21.离子量子比特的激操及荧光读出原理 图22.离子量子比特初始及暗态荧光读出nfineon官网国投券证券究所 o-designingascalablequantumcomputerwithtrappedatomicions，国证券券研所（二）中性原子技术路线子量子计算的过程中，把激光按照作用不同可分类为：冷却光（对原子进行激光冷却，光镊/相互作用，态操控激光（拉曼光实现单比特态操控，探测光（探测原子态分布，重泵激光等。“暗态”，例如在87𝑅𝑏环。

中，冷却光驱动𝐹=2→𝐹′=3，重泵光则将𝐹=1中的原子经𝐹′=2送回循图23.磁光阱（MOT）的空间构 图24.离子量子比特初始及暗态荧光读出iveable，国投券券研究所 原子子计研进展，投证证券究所光镊/光晶格激光：形成光学势阱，实现单原子束缚和阵列排布。经过冷却后，原子需要被Stark（SLAO）——50多余”空缺”（确保。图25.光镊阵列示意图reparationofhundredsofmicroscopicatomicensemblesinopticaltweezerarrays研究所图26.中性原子被限制在焦点附近ighlyScalableQuantumComputingwithNeutralAtoms，国投证券证券研究所|0⟩和|1⟩AtomComputing采用的87𝑆𝑟

为例，系统将电子基态1𝑆0

、角动量𝐹=9/2流形中的两个核自旋投影态𝑚𝐹=−9/2⟩和𝑚𝐹=−7/2⟩作为计算基态，定义为∣0⟩和∣1⟩。量子态操控主要通过两束0、1翻转和叠加态制备。由于87𝑆𝑟

还包含多个不属于计算空间的核自旋状态，系统需要利用额、1Sr01编码ssemblyandcoherentcontrolofaregisterofnuclearspinqubits，国投证券证券研究所Z∣0⟩和∣1⟩𝜋脉∣1⟩∣𝑟⟩∣1⟩∣1⟩→∣𝑟⟩∣𝑟⟩∣1⟩∣11⟩𝜋−1𝑍门。图28.里德堡态电子波函的间分布 图29.里德堡阻塞双原子验意图ikiversity，国投券证券究所 bservationofRydbergblockadebetweentwoatoms，投证券证券研究所01图30.中性原子量子比特的态选择性荧光读出ssemblyandcoherentcontrolofaregisterofnuclearspinqubits，国投证券证券研究所量子精密测量迈向产业化，超稳激光构筑核心基石/离子、固态自旋、超导以及其他传感技术；根据测量的物理量不同，其主要分为磁场、电场、时频、位移/相位、惯性、压力、图31.量子精密测量的技术与应用图谱026全球量子传感产业发展展望，国投证券证券研究所”“成长期MEMSNorthGroumman、AOSenseQnami。起步期：初创企业及大量科研机构开始加入硬件研发行列，样机尺寸、功率超过经典传Exail、Rydberg成长期：各技术路线的专用量子传感器不断涌现，并且在某些参数指标上对比经典传感器有较大优势。该阶段具有高动态可靠性、高精度、高分辨率等性能优势，代表企业有TwinleafMEGIN成熟期：AccuBeatLtd、Microchip、Oscilloquartz图32.量子传感产业发展周期示意图026全球量子传感产业发展展望，国投证券证券研究所2026202518.8203550.71）时频测量：13.313.13）2035达12.3/图33.（5（）026全球量子传感产业发展展望，国投证券证券研究所窄线宽激光器是实现原子精细能级跃迁和量子态探的核心技术。量子精密测量的核心硬件包括，激光器、原子气室、微波/射频源及探测器等，激光器凭借其高亮度、单色性与高相干表15：量子测量领域激光的主要应用应用 内容应用 内容提供高相干性光源 在干涉仪中，激光作为光源，可以产生稳定的干涉条纹，用于测量微小位移、加速度等物理量实现量子态的操控 激光可以用于制备和操控量子态，例如制备压缩态、纠缠态等。在原子干涉仪中，激光用于冷却和捕获原子并通过拉曼跃迁或布拉格衍射实现原子的分束和反射量子噪声的抑制 通过激光技术可以生成压缩态光，降低光的量子噪声（如振幅噪声或相位噪声），从而提高测量精度通过激技术可以生成压缩态光，降低光的量子噪声（如振幅噪声或相位噪声），从而提高测量精度高精度频率标准 激光可以用于实现光学原子钟其精度比传统的微波原子钟高出几个数量级通过激光冷却和捕获原子或离子可以实现极窄的原子跃迁线宽，从而提供超高精度的频率参考准激光招股书，国投证券证券研究所光学原子钟为对精准激光依赖程度最高的应用之一。10⁻¹⁷500-2,00030-50钟以钟摆或“摆轮—游丝”OFC图34.光学原子钟的简化示意图pticalatomicclocks:definingthefutureoftimeandfrequencymetrology光学原子钟主要分为单离子光学原子钟和中性原子光学晶格钟两大体系。单离子光学原子钟：𝐴𝑙+𝑌𝑏+10^(-181“魔术波长”Stark图35.单离子和中性原子格钟系统示意图 图36.光晶格示意图pticalatomicclocks:definingthefutureoftimeandfrequencymetrology，国投证券证券研究所

IST，国投证券证券研究所光学原子钟最关键的两项技术是超高性能腔稳激光器和光学频率梳。超高性能腔稳激光器用于获得足够“安静”的探测激光，通常通过将激光频率锁定至高精细度光学腔实现，其线宽图37.光学频率梳的工作原理示意图pticalatomicclocks:definingthefutureoftimeandfrequencymetrology量子通信产业加速扩张，量子光源成为关键基础硬件202527.032030118.052025-203020302035767.952030-2035为45–46。图38.全球量子安全产业规模（亿美元）026全球量子安全产业展望，国投证券证券研究所QKD以应用最为广泛的BB84CharlesH.BennettGillesBrassard1984AliceBobBob，AliceBobEveAliceBob图39.量子密钥分发设备意图 图40.量子密钥分发BB84协示意图 量子股书国证券证研究所 DEVELOPMENTOFMECHANISMFORENHANCINGDATASECURITYINQUANTUMCRYPTOGRAPHY》，国投证券证券研究所GrünenfelderQKDAlice1555nm弱相干光脉冲；随后光脉冲经过强度调制器（IM，在信号态和诱骗态之间调节脉冲强度；（P）PM。PMHVBB84（HiBi）Vo。IMPMPCVA图41.偏振编码量子密钥分发（QKD）系统结构示意图impleandhigh-speedpolarization-basedQKD，国投证券证券研究所宽波段、高功率、低噪声，多维性能匹配量子科技需求噪声的精准光源，噪声水平直接影响量子计算的保真度，此外为了操作不同的原子/表16：量子科技激光器设备要求要求 解释要求 解释

激光的波长必须精确匹配量子比特的能级跃迁波长，如操纵铷原子（Rb）时，要用780nm（D2线）和420nm（用于里德堡激发）；操纵钡离子（Ba⁺）493nm650nm（Yb⁺）369nm1064nm子退相和退相干，破坏量子比特生命周期的各个过程。（kHzHz50kHz（<1Hz）相位噪声高功率

强度噪声（RIN）和相位噪声会直接引入量子比特的退相干，缩短其相干时间。光镊激光的高强度噪声会引起原子与光镊共振降低束缚寿命。里德堡激光的高强度噪声会引起原子进行拉比作用时的拉比频率的抖动，进而导（RIN）140dBc/Hz量子计算中量子比特的提升主要来源于可操控原子数目的提升，随着可操控原子数的提升，在保证系统噪声的情况下对单频激光的功率提出越来越高的需求。如光偶极阱和光镊等则可能需要上百瓦的波长稳定、低强度噪声的激光。优异的光束质量 激光束应具有完美的高斯分（TEM00模和高指向稳定性以确保能精确聚焦并作用于微小的量子比特（常是单个原子或离子）。通常要求M^2<1.1。超宽波段的覆盖 量子计算中操控的原子类型主要有铷、锶、铯、镱等原子，每种原子的操控均需要5-6对准原子特定跃迁线的激光波长，其波长覆盖了250-4000nm超宽的波段范围对单频激光的波段拓展产生了极大的挑战。准激光招股书，国投证券证券研究所Rb780nm795nm840–852nm100W420nm和1013nm20W200WRIN-140dBc/Hz@100kHz10Hz/sqrt(Hz)@100kHz100Hz。表17：Rb原子用于万比特量子计算的激光需求作用波长（nm）功率（W）噪声频率稳定性冷却、探测7802一般要求~100kHz光镊840-852>100RIN<-130dBc/Hz@100kHz~100kHz拉曼作用7952一般要求~100kHz里德堡激发420>20 RIN<-140dBc/Hz@100kHz ~100Hz频率噪声<10Hz/sqrt(Hz)@100kHz里德堡激发1013>200 RIN<-140dBc/Hz@100kHz ~100Hz频率噪声<10Hz/sqrt(Hz)@100kHz准激光招股书，国投证券证券研究所Yb7399nm556nm，759nm，649nm、770nm1389nm578nm578nm1Hz、Hz表18：Yb光学原子钟需要多达7种不同激光作用波长（nm）功率（W）噪声频率稳定性冷却、探测3991一般要求~1MHz冷却、态制备5560.2线宽<1kHz<10kHz光晶格7591线宽<100kHz<1MHz光抽运649/770/13890.1一般要求~1MHz深度冷却、钟频跃迁5780.1线宽<1Hz~Hz准激光招股书，国投证券证券研究所推出窄线宽高功率激光器，面向量子科技场景。公司的窄线宽高功率激光器，覆盖紫外到红RbCs、SrYb⁺Yb。表19：量子科技领域激光器性能指标（问询函口径）产品 常用中心波长 功率 线宽 相位噪声 强度噪声 输出模式 调谐范围 快速调谐带宽产品 常用中心波长 功率 线宽 相位噪声 强度噪声 输出模式 调谐范围 快速调谐带宽量子计算 420nm/780nm

1kHz/5kHz/10kHz/20kHz

<50Hz/rtHz@100kHz

(rms,10Hz-10MHz积分）

/ / /量子测量 813nm/698nm 10W/8W 20kHz / / 光纤输出空间输出

15GHz/0.5nm/5nm

>5kHz/1MHz准激光招股书，问询函，国投证券证券研究所面向经济主战场，半导体高端光源国产替代空间广阔266nm、313nm、355nm532nm1100nm表20：半导体制造的八项核心工艺工艺 步骤工艺 步骤晶圆制备氧化光刻刻蚀离子注入金属互连试（EDS）封装

晶圆是制造集成电路的基础材料，通常以高纯度硅为主要原料。制造过程主要分为三个步骤：一是制作硅锭，将从原料中提取的硅经过提纯、熔化和结晶，形成高纯度单晶硅锭；二是切片，使用金刚石锯片将硅锭切割成厚度均匀的圆形薄片，形成晶圆；三是研磨和抛光，去除切片造成的表面粗糙和缺陷，使晶圆达到平整、光滑的镜面状态。完成抛光、尚未形成电路的晶圆称为裸晶圆（BareWafer），随后才进入氧化、光刻、刻蚀等晶圆制造工序。是在晶圆表面形成一层二氧化硅（SiO₂）薄膜，主要起绝缘和保护作用，可减少电路之间的漏电，并在后续离子注入、刻蚀等工序中保护硅表面。氧化方法包括热氧化、PECVD和阳极氧化等，其中应用较广的是在约800–1200℃下进行的热氧化。根据反应气体不同，热氧化又分为干氧氧化和湿氧氧化：干氧使用纯氧，生长速度较慢，适合形成较薄、质量较高的氧化层；湿氧使用氧气和水蒸气，生长速度更快，适合形成较厚的氧化层，但膜层致密性相对较低。主要分为三个步骤：一是涂覆光刻胶，在晶圆表面均匀形成一层对紫外光敏感的光刻胶；二是曝光，通过步进式曝光设备将光掩模上的电路图形利用紫外光投射到晶圆上，并借助光学系统将掩模图形缩小；三是显影，利用显影液选择性去除部分光刻胶，从而在晶圆表面形成所需的电路图形。根据受光后的反应不同，光刻胶可分为正性和负性两类；显影完成后还会对图形进行检查，合格后再进入刻蚀等后续工序。在光刻形成光刻胶图形之后，利用刻蚀剂选择性去除未被光刻胶保护的材料，从而把光刻胶上的图案真正转移到晶圆材料层中；刻蚀完成后再去除剩余光刻胶。根据所使用的刻蚀介质不同，可分为湿法刻蚀和干法刻蚀：湿法刻蚀使用化学溶液，干法刻蚀主要利用反应性气体、离子和等离子体去除材料。随着芯片结构进入纳米尺度、图形越来越精细，干法刻蚀因更容易控制刻蚀方向、深度和图形轮廓而被广泛应用；其关键控制指标包括刻蚀速率、均匀性、选择比和刻蚀轮廓。主要用于形成芯片所需的多层结构并赋予硅材料特定的电学性质。薄膜沉积（PVD）（CVD）：PVDCVD离子注入np在已经形成晶体管和电路结构的晶圆上制作金属导线，把各个器件连接起来并传输电信号。用于互连的金属需要具备较（Al）（Ti）（W）在晶圆制造完成后、进入封装之前，对晶圆上的每颗芯片进行电性能检测和筛选。测试时利用探针卡上的大量微型探针与晶圆接触并输入电信号，根据芯片响应判断其是否合格，从而提前剔除不良芯片、修复可修复芯片，提高后续封装测试效率和整体良率。EDS（ET&WBI）（Hot/ColdTest）、修复与最终测试（Repair/FinalTest）、不良芯片标记（Inking）；EDSPCB试，通过施加不同电压、电信号、温度和湿度条件，检测芯片的电气性能、功能和运行速度，并筛除不良品。星半导体，国投证券证券研究所先进光刻精度持续提升，稳频激光赋能精密制造G-LineI-Line，KrFArFEUVASML436nmG-Line365nmI-LineKrFEUV13.5nm图42.瑞利判据拆解 图43.ASML产品路线图SML，国证券券究所 SML，国证券券究所光刻设备中可以分为两类重要光学任务。一是利用曝光光源将掩模版图形“写”到晶圆上，二是利用精密计量系统实时确定晶圆台和掩模台的位置，确保图形被“写”在正确的位置。前者解决的是图形成像和分辨率问题，后者解决的是设备位置、运动控制和套刻精度问题。现代先进光刻主要采用步进扫描式（Step-and-Scan）曝光架构。与早期步进重复式（Step-and-Repeat）光刻在单个曝光场内一次完成曝光不同，步进扫描式光刻在曝光一个ArF、EUVASMLArFTWINSCANNXTEUVNXEStep-and-ScanASML60pm。图44.步进扫描式工作原理 图45.ASMLTWINSCAN平台研学，国证证券研所 SML，国证券券究所MichelsonASWLTWINSCAN图46.Michelson干涉仪工作原理enishaw，国投证券证券研究所频准激光推出的稳频激光器和扫频激光器可以应用于高精度光学检测场景。nm/调制转移稳频，频准激光推出了稳频式的窄线宽激光器，可以实现<10^（-11）的频率稳定性和准确性。该激光器的无跳模特性也非常适用于工业化除位移测量外，干涉技术还可用于精密光学元件的高精度面型检测。光刻设备中的高精度透现200-300GHz表21：频准激光精密测量产品矩阵及晶圆制造激光器性能指标产品中心波长功率线宽功率稳定性频准激光晶圆制造激光器性能指标红外光（760nm-1000nm）>10mW<15kHz<1@3hrs532nm稳频激光器532nm>10mW/100mW<20kHz@3hrs633nm稳频激光器633nm>10mW/100mW<20kHz@3hrs780nm稳频激光器780nm>10mW/100mW/500mW<20kHz@3hrs1544nm稳频激光器1544nm>10mW/100mW<2kHz@3hrs633nm扫频激光器633nm>10mW/40mW＜300KHz@3hrs775nm扫频激光器775nm>10mW/40mW＜400KHz@3hrs准激光问询函，频准激光官网，国投证券证券研究所先进制程驱动量检测升级，短波长激光需求提升图47.晶圆量检测案例立高新，国投证券证券研究所光学量检测的本质，是把微观缺陷转换成光信号。光学量检测并不是直接“”（一）检测无图形晶圆缺陷检测：利用激光束照射到旋转晶圆上的颗粒/缺陷。无图形晶圆可以理解为X/Y有图形晶圆缺陷检测：利用激光束将相邻的裸片进行差异比较提取异常。晶圆经过光刻、刻图48.非图案晶圆缺陷检原理 图49.图案化晶圆缺陷检原理高新国投券券研究所 高新国投券券研究所（二）量测图50.不同膜厚对应不同光反射特征 图51.薄膜上下界面多重射成相长与相消干涉LA，投证证券究所 LA，投证证券究所OCDOCDCDSEMCD图52.量测对象从单纯膜发到复杂三维结构 图53.OCD完整工作流程nto，国证券券究所 nto，国证券券究所OCDXY位置对应的Z图54.三维表面形貌图ruker，国投证券证券研究所表22：三维表面形貌参数分类参数 解释参数 解释振幅参数 基于整体高度，包括高度分布的均方根、偏度（或表面高度分布的不对称程度）、表面高度分布的峰度（或峰度）以最高点和最低点的平均值。空间参数 基于特征的频率，包括表面的纹理方向、纹理纵横比和峰顶密度。混合参数 基于高度和频率的组合，包括平均山顶曲率、已开发表面积比率和表面坡度的均方根功能参数 包括若干基于特定功能适用性的参数。ruker，国投证券证券研究所光源心脏2410,0003表23：晶圆量检测设备要求要求 解释要求 解释（DUV极紫外）和多波长可选

根据光学衍射极限公式，分辨率与波长成正比。波长越短，能分辨的尺寸就越小，这对于测量几十纳米的关键尺寸至关重要。此外，不同材料（如光刻胶、氮化硅、多晶硅）对不同波长的光吸收和反射特性不同。多波长激光可以针对不同膜层和结构进行优化测量，提高信噪比和测量准确性。极高的功率稳定性 激光功率的波动会直接转换为测量信号的噪声，导致测量结果重复性差、精度降低。稳定的光源是得可靠、可重复数据的前提。优异的光束质量 高质量的光束可以更容易地被聚焦成极小的、能量集中的光斑。这对于高空间分辨率测量（如扫描测量）和获得清晰、对比度高的图像至关重要。像差和模式不纯会引入测量误差。长相干长度（窄线宽） 在基于干涉原理的量测技术（如用于测量表面形貌的干涉仪）中，相干长度决定了可测量的最大高差。长相干激光允许测量阶梯较高、不平整度较大的表面。极低的强度噪声和频率噪声 噪声会淹没微弱的测量信号，特别是当检测微小缺陷或测量极薄膜层时，信噪比（SNR）瓶颈。低声激光器能提升系统的检测灵敏度和准确度。高可靠性、长寿命（数万小时）、低维护成本

7x24间稳定工作，且维护周期长、更换成本可控。准激光招股书，国投证券证券研究所266nm/313nm/355nm±0.1表24：频准激光晶圆量测产品矩阵及晶圆量检测激光器性能指标产品 中心波长 功率 线宽 功率稳定性 光束质量 相对强度噪声产品 中心波长 功率 线宽 功率稳定性 光束质量 相对强度噪声光器性能指标266nm窄线宽激光器光器性能指标266nm窄线宽激光器266nm>30mW/100mW/500mW/1W/2W<50kHz<1@3hoursM^2<1.3<0.2313nm窄线宽激光器313nm>300mW/1W/2W<40kHz@3hoursM^2<1.2<0.2355nm窄线宽激光器355nm>20mW/30mW<40kHz@3hoursM^2<1.1<0.1355nm窄线宽激光器355nm>500mW/2W/4W<40kHz@3hoursM^2<1.2<0.2单模块532nm激光器532nm>20mW/100mW<20kHz/40kHz@3hoursM^2<1.1/

266nm/1W；355nm/1-4W <100kHz / M^2<1.2 /准激光问询函，频准激光官网，国投证券证券研究所晶圆单片化工艺持续升级，激光隐切打开高附加值应用试后，需要将整片晶圆分割成单颗芯片，这一过程通常称为晶圆切割或单片化。根据Hamamatsu表25：晶圆切割方式对比项目 刀片切割 激光烧蚀切割 激光隐切对比项目 刀片切割 激光烧蚀切割 激光隐切切割示意图切割示意图晶圆上表面显微照片蒸发去除材料冷却及清洗用水需要需要蒸发去除材料冷却及清洗用水需要需要不需要崩边/热影响区（HAZ）会发生会发生不发生飞散物/加工碎屑会产生会产生不产生芯片产出率较差较差较好抗弯强度较差较差较好加工速度较差较差较好

内部吸收型激光加工amamatsu，国投证券证券研究所SDLayer，SDLayerSDLayer可能即可形成有效裂纹路径；对于MEMS等较厚晶圆，则可以沿晶圆厚度方向形成多个LayerX-Y扫SDLayerST“状SDLayerHCBHCFC图55.激光照射原理和硅晶片内部SD层的照片amamatsu，国投证券证券研究所表26：SDLayer的四种模式模式 ST HC BHC FC模式 ST HC BHC FC示意图英文StealthHalf-cutBottom-sideHalf-cutFull-cut裂纹状态裂纹尚未到达上、下表面裂纹已经到达上表面裂纹已经到达下表面裂纹同时到达上下表面amamatsu，国投证券证券研究所图56.扩膜流程amamatsu，国投证券证券研究所图57.扩膜原理amamatsu，国投证券证券研究所1100nm1100nmDFB表27：晶圆隐切产品性能要求—对应1099nm脉冲激光器产品要求 解释 对应性能 参数要求 解释 对应性能 参数近红外波长（主要为1100nm）短脉冲（通常为纳秒量级）优异的光束质量

能被加工材料（主要是硅）高度透射。这样激光能量才能穿透表面，几乎无损耗地到达晶圆内部并在焦点处聚集，实现内部改性。（由短脉冲提供使本应透明的材料在焦点处变得“不透明”并吸收能量。光束质量直接决定了聚焦光斑的大小和能量集中度。一个完美的基模高斯光束才能被聚焦到衍射极限的最小光斑，从而获得最高的功率密度，实现最精细的改性线，减少对芯片侧壁的损伤。要求激光器的输出功率和光斑必须高度稳定。改性层需要在整个晶圆厚度内保持均匀和连续。任何激光功率或光束指向性的波动都会导致（严重影响良率。

中心波长 脉宽调节范围 100-800ns（可调重频调节范围 50-200kHz（可调光束质量 M^2<1.2发散角（全角） 椭圆度 ＞95光斑直径 3±0.2mm功率稳定性 <0.3@3hours功率 15W/20W/30W准激光招股书，频准激光官网，国投证券证券研究所TOPTICATOPTICATOPTICA图58.TOPTICA应用领域OPTICA官网，国投证券证券研究所表28：TOPTICA产品矩阵产品 简介产品 简介单模激光器 以基横模TEM₀₀输出为主的激器强调优异的光束质量和稳定的空间模式TOPTICA产品盖紫外可见光及近红外，可用于显微成像、拉曼光谱、光刻和半导体量测等。窄线宽激光器 以单频高光谱纯度和高频率稳定性为核心的精准激光器包括可调谐外腔半导体激光光纤放大及频率换系统等，主要服务量子科技、精密光谱和干涉测量等高精度场景。飞秒激光器 输出飞秒量级超短脉冲具有极高峰值功率和较小热影响可作为双光子显微太赫兹产生精密计量及纳加工等应用的核心光源。激光合束器 将多个不同波长的激光器集成在一个系统中，并通过单根光纤统一输出，实现多波长快速切换和功率调节主要面向荧光显微、细胞分析及部分光学量测场景。激 产生大量等间隔相干且稳定的光学频率梳齿可作为光学频率的精密“标尺连接光频与射频主要应光 光学频率梳器

用于光学原子钟、精密光谱、频率传递和量子科技。机架集成激光系统 将多台可调谐激光器、放大器、倍频系统、频率梳、稳频电子学和波长计等集成至标准19英寸机架，将验室分散的光学系统向模块化、可移动和工程化系统升级。光学量子钟 将超稳钟激光、离子/原子物理系统、频率基准和控制系统进一步集成为完整光学钟设备。TOPTICA的TOPTICLOCK采用单个激光冷却Yb⁺离子作为频率参考，将精准激光从核心部件进一步延伸至整机系统。导星激光器 通过589nm激光激发高空钠子形成“人造恒星为地面望远镜自适应光学系统提供参考信号用于补大气湍流造成的成像畸变，同时可服务空间光通信等场景。太赫兹系统 利用两束可调谐激光在光混频器中产生频差从而获得连续可调的太赫兹辐射可用于太赫兹光谱材料测、气体分析以及6G通信研等。锁定与驱动电子学 为激光器提供电流温度频率和相位控制并通过反馈环路将激光锁定至参考腔原子谱线或光学频率是实现窄线宽和长期频率稳定的重要控制环节。配 波长计与分析仪 用于测量激光的绝对波长、频率、线宽、光谱以及频率/相位噪声等参数，既用于科研实验，也可用于激套 器生产、调试和闭环稳频。器 光学元件 包括光隔离器光纤耦合器饱和吸收光谱模块Fabry-Pérot干涉仪等为激光传输离反馈稳频及件 光纤耦合等提供基础光学功能。激光二极管 激光器最上游的半导体光源器件，包括FP/AR镀膜激光二管、DFB/DBR单频激光二极以及锥形放大器片等，可作为外腔激光器、单频激光器及高功率放大系统的核心器件。OPTICA官网，国投证券证券研究所量子物理研究：精准激光是研究微观量子体系及光—物质相互作用的基础工具。原子、离子、QuantumPhysicsScience图59.光泵浦³He肺部核磁共成像示例 图60.光机微腔机械振荡电显微镜图像OPTICA，国证券券研究所 OPTICA，国证券券研究所表29：TOPTICA激光器在量子物理研究的主要应用应用领域 简介应用领域 简介禁禁透明里德堡激发量子点与微腔

利用光子与原子之间的动量交换降低原子运动速度和温度，再结合磁场或光场将原子限制在特定空间。典型方法包括多普勒冷却、偏振梯度冷却和磁光阱（MOT）；进一步利用聚焦激光产生偶极力，还可以形成光镊和光晶格。由于不同原子的跃迁频率不同，激光需要具有准确波长、足够功率，并且线宽低于目标原子跃迁线宽。PaulPenningHz光抽运利用激光选择性改变原子、离子或分子的能级布居，将粒子制备到特定电子态或磁子能级。EIT慢光、光存储等现象，因此特别依赖激光之间的频率和相位相干性。利用激光将原子电子激发到高主量子数的里德堡态。里德堡原子尺寸和极化率显著增加，对电场高度敏感，并具有很强的偶极—偶极相互作用，可用于研究里德堡阻塞、量子光学、电场传感及单光子源等。高效选择性激发需要特定波长、高功率和窄线宽激光。Q寻找其共振位置，并实现精确共振激发和高分辨率光谱研究。OPTICA官网，国投证券证券研究所量子计算与模拟：激光承担量子比特制备、操控和读出，是原子/离子量子计算的核心测控TOPTICA/表30：TOPTICA激光器在量子计算与模拟的主要应用应用领域 简介应用领域 简介拟与模拟

PaulPenning态初始化。在计算阶段，激光通过精确控制频率、相位及作用时间驱动单比特量子门，并可借助离子共享的运动模式实现双比特门；计算完成后，再利用态选择性激光激发离子产生荧光完成读出。TOPTICA6–10量级。间强相互作用，实现双比特门；最终同样通过态选择性荧光进行量子态读出。TOPTICA121HzOPTICA官网，国投证券证券研究所TOPTICA表31：TOPTICA激光器在量子传感与计量的主要应用应用领域 简介应用领域 简介光学量子钟里德堡射频/电场传感量子磁力测量时间与频率传递

利用原子或离子极窄且稳定的光学能级跃迁作为时间和频率基准，并将超稳激光频率锁定至该“钟跃迁”。TOPTICA10⁻¹⁸HzHz1–3THzNVCsRbKTOPTICATOPTICA对量子传感激光作用的总体描述，激光主要承担量子体系的态制备、精确操控和光学读出。将光学钟等产生的超稳定时间和频率基准传输到远距离节点。时间传递主要提供精确时间标记与同步；频率传递则利用超稳激光和主动光纤噪声补偿，将相位相干的光学频率参考沿稳定光纤链路传送至远端，再通过光学频率梳把这一稳定性分配至当地实验所需的不同波长，可服务时钟网络、相对论大地测量、量子通信测试和基础物理实验。OPTICA官网，国投证券证券研究所TOPTICAQKD表32：TOPTICA激光器在量子通信的主要应用应用领域 简介应用领域 简介量子密钥分发纠缠型量子通信

利用单光子或弱相干光的量子态传递随机密钥。窄线宽连续激光可用于相干态制备、相位编码等环节，脉冲激光QKD有良好的稳定性和低噪声。对，光源的相干性和光谱纯度会影响纠缠态质量及后续干涉测量。TOPTICAQKD量子网络与量子互联网量子中继量子通信

将多个量子节点通过光纤或自由空间信道连接，使量子态和纠缠能够在不同节点之间传递。TOPTICA指出，激光不仅用于量子态产生，还承担不同网络节点之间的同步及量子态传输，是构建城域、城际乃至全球量子网络的重要光学基础。光子在光纤中传输会随距离增加不断损耗，量子中继通过分段建立纠缠，并结合量子存储和纠缠交换延伸量子通信距离。不同节点产生的光子需要具有高度一致的频率、量子态和到达时间才能完成高质量干涉，因此量子中继尤其依赖高相干性和高光谱纯度激光系统。QKD学性能外，空间应用还要求激光器具备小型化、高可靠性以及对温度、振动等环境变化的适应能力。OPTICA官网，国投证券证券研究所信息载体。TOPTICA589nm90km“图61.钠导星激光与自适光工作原理示意图 图62.深空激光通信（DSOC）系统工作原理示意图ubaruTelescope，投证券券研所 Deepspaceopticalcommunicationstechnologydemonstration，投证证券究所表33：TOPTICA激光器在空间领域的主要应用应用领域 简介应用领域 简介天文学空间态势感知空间碎片操控深空通信

地面大型望远镜受到大气湍流影响，天体成像会发生波前畸变。钠导星技术利用589nm激光激发约90km高空的钠原子层，形成可控的人工参考星，自适应光学系统据此测量并补偿大气扰动，从而提升望远镜成像质量。高端望远镜还可能同时配置多台导星激光器，以提高波前测量精度。地链路会受到大气扰动影响。TOPTICATbps通过地面光学望远镜对卫星、航天器及空间碎片等近地目标进行跟踪和高分辨率成像。大气湍流会降低远距离成像能力，钠导星辅助自适应光学可补偿波前畸变，使中型光学望远镜能够更清晰地观测包括地球同步轨道在内的远距离空间目标，并扩展至黄昏甚至白天观测。通过高功率激光照射在轨碎片，对其施加微小作用并改变轨道，以降低碎片碰撞风险。由于碎片距离远、运动速度快，需要将激光高度精确地聚焦在目标上；钠导星自适应光学通过补偿大气畸变，使操控激光能够形成接近衍射极限的焦点，并降低实现目标效果所需的激光功率。需要地面光学站对高速运动的航天器进行高精度瞄准和跟踪，同时补偿大气对下行光信号造成的扰动，钠导星辅助自适应光学因此成为提高深空光通信链路质量的重要手段。大气研究

利用高分辨率激光光谱研究中间层钠原子的运动和能