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合肥研究院在高重復(fù)頻率高峰值功率調(diào)Q激光器研究中取得進(jìn)展

星之球科技 來源:激光谷2019-04-08 我要評論(0 )   

近期,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心醫(yī)用激光技術(shù)研究室研究員江海河課題組在2.79μm調(diào)Q激光器方面取得新進(jìn)展

近期,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院醫(yī)學(xué)物理與技術(shù)中心醫(yī)用激光技術(shù)研究室研究員江海河課題組在2.79μm調(diào)Q激光器方面取得新進(jìn)展。

據(jù)了解,3μm波段位于水的吸收峰與紅外光譜指紋區(qū)內(nèi),它在生物醫(yī)學(xué)、大氣遙感、光電對抗等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。高峰值功率3μm調(diào)Q激光器還可以作為光參量振蕩器(OPO)的泵浦源,高效率地產(chǎn)生可調(diào)諧中紅外參量激光,將相干光源拓展到中紅外波段。高重復(fù)頻率、高峰值功率中紅外激光不僅可以提高生物消融速率,而且還可以增強(qiáng)遠(yuǎn)程大氣環(huán)境探測靈敏度和距離。因此,發(fā)展高重復(fù)頻率、高峰值功率調(diào)Q激光技術(shù)已成為該領(lǐng)域重要發(fā)展方向。

然而,由于3 μm激光晶體的增益系數(shù)與熱導(dǎo)率較低,在高功率泵浦條件下會出現(xiàn)嚴(yán)重的熱透鏡與熱退偏效應(yīng),同時由于缺乏高透過率、高損傷閾值的聲光調(diào)Q開關(guān),從而難以獲得高重復(fù)頻率、高峰值功率的調(diào)Q激光輸出。

針對以上問題,研究人員使用在3μm波段具有相對低的泵浦閾值、較高斜率效率的Er:YSGG激光晶體,采用966 nm半導(dǎo)體激光器(LD)作為泵浦源,使得泵浦光發(fā)射帶與激光晶體鉺離子吸收帶具有很好的光譜匹配,提高了泵浦效率,降低激光晶體熱效應(yīng)。通過諧振腔優(yōu)化設(shè)計(jì)補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng),使用2.79 μm高損傷閾值的非偏振TeO2聲光調(diào)Q開關(guān),避免了電光調(diào)Q熱退偏效應(yīng)帶來的損耗。在重復(fù)頻率100-300Hz條件下,獲得2.79μm高重頻調(diào)Q激光輸出,其中最大激光脈沖能量達(dá)到1mJ,最高峰值功率達(dá)13.2 kW@76 ns。

該技術(shù)拓展了3μm激光光源,為科研與應(yīng)用提供了新工具,已在激光牙組織消融上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),取得了較好的效果。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Infrared Physics & Technology上。

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