黑龍江雙縱模穩頻雷射器原理（合肥研究院在高重複頻率高峰值功率調Q雷射器研究中取得進展）

2023-09-17 21:46:16 2

近期，中國科學院合肥物質科學研究院醫學物理與技術中心醫用雷射技術研究室研究員江海河課題組在2.79μm調Q雷射器方面取得新進展。

據了解，3μm波段位於水的吸收峰與紅外光譜指紋區內，它在生物醫學、大氣遙感、光電對抗等領域有著廣闊的應用前景。高峰值功率3μm調Q雷射器還可以作為光參量振蕩器（OPO）的泵浦源，高效率地產生可調諧中紅外參量雷射，將相干光源拓展到中紅外波段。高重複頻率、高峰值功率中紅外雷射不僅可以提高生物消融速率，而且還可以增強遠程大氣環境探測靈敏度和距離。因此，發展高重複頻率、高峰值功率調Q雷射技術已成為該領域重要發展方向。

然而，由於3 μm雷射晶體的增益係數與熱導率較低，在高功率泵浦條件下會出現嚴重的熱透鏡與熱退偏效應，同時由於缺乏高透過率、高損傷閾值的聲光調Q開關，從而難以獲得高重複頻率、高峰值功率的調Q雷射輸出。

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雷射晶體，採用966 nm半導體雷射器（LD）作為泵浦源，使得泵浦光發射帶與雷射晶體鉺離子吸收帶具有很好的光譜匹配，提高了泵浦效率，降低雷射晶體熱效應。通過諧振腔優化設計補償熱透鏡效應，使用2.79 μm高損傷閾值的非偏振TeO2聲光調Q開關，避免了電光調Q熱退偏效應帶來的損耗。在重複頻率100－300Hz條件下，獲得2.79μm高重頻調Q雷射輸出，其中最大雷射脈衝能量達到1mJ，最高峰值功率達13.2 kW＠76 ns。

該技術拓展了3μm雷射光源，為科研與應用提供了新工具，已在雷射牙組織消融上進行了實驗，取得了較好的效果。相關研究成果已發表在國際學術期刊Infrared Physics ＆ Technology上。

來源：雷射谷