中科院上海光機所李建郎課題組成功研制出磁懸浮、光驅動旋轉的盤片固體激光器,標志著一種新型激光技術的誕生。相關成果日前作為封面文章發(fā)表于《中國光學快報》。同時,磁懸浮、光驅動轉盤激光器相關研究已申請國家發(fā)明專利。
固體激光器中的廢熱累積會嚴重影響激光器性能。轉動激光增益介質盤片,可有效減少其內部的熱累積,顯著提高激光器的功率和光束質量。在現有的轉盤激光器中,增益介質盤片的旋轉采用電驅動(馬達)等方式,需要額外的伺服系統(tǒng)克服增益介質的搖擺,導致激光器結構復雜。其次,反磁材料(比如熱解石墨)因具有負的磁化率,在室溫時形成磁懸浮。當激光束照射到處于磁懸浮狀態(tài)的熱解石墨薄片邊緣位置,會導致熱解石墨薄片轉動。此種基于磁懸浮的光驅動旋轉易于精確控制,且具有良好的穩(wěn)定性。
研究人員將轉盤激光器技術和磁懸浮光驅動旋轉技術結合,提出了磁懸浮、光驅動旋轉激光器的概念。該方案通過反磁性材料,將激光增益介質盤片懸浮在磁場中。激光增益介質吸收入射泵浦光的部分功率,剩余(未吸收)泵浦光則到達反磁性材料表面,提供旋轉所需能量。
該研究有效地擬制了激光晶體中廢熱的影響,獲得了高亮度的激光輸出。相關專家表示,隨著對懸浮體(包括激光增益介質和反磁性材料)的進一步優(yōu)化,磁懸浮、光驅動旋轉的盤片激光器將變得更加現實,或有望在高功率激光器和平面波導激光器兩個方面取得新突破。
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