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近期，中國科學院上海光學精密機械研究所信息光電實驗室研究員李建郎課題組成功研制磁懸浮、光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的盤片固體激光器，這標志著一種新型激光技術(shù)的誕生。

固體激光器中的廢熱累積會嚴重影響激光器的性能。通過轉(zhuǎn)動激光增益介質(zhì)盤片可以有效減少其內(nèi)部的熱累積，顯著提高激光器的功率和光束質(zhì)量。在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)盤激光器中，增益介質(zhì)盤片的旋轉(zhuǎn)采用電驅(qū)動（馬達）等方式，需要額外的伺服系統(tǒng)克服增益介質(zhì)的搖擺，這導致激光器結(jié)構(gòu)比較復雜。其次，反磁材料（比如熱解石墨）因具有負的磁化率，在外磁場環(huán)境下會產(chǎn)生反向磁場，在室溫時形成磁懸浮。當激光束照射到處于磁懸浮狀態(tài)的熱解石墨薄片的邊緣位置，熱致磁導率的局部變化形成轉(zhuǎn)動力矩，導致熱解石墨薄片轉(zhuǎn)動。此種基于磁懸浮的光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)易于精確控制，且具有良好的穩(wěn)定性。

以此為背景，課題組將轉(zhuǎn)盤激光器技術(shù)和磁懸浮光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)技術(shù)相結(jié)合，提出磁懸浮、光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)激光器的概念。該方案通過反磁性材料將激光增益介質(zhì)盤片懸浮在磁場中，激光增益介質(zhì)吸收入射泵浦光的部分功率，剩余（未吸收）泵浦光到達反磁性材料表面提供旋轉(zhuǎn)所需的能量。在實驗研究中，科研人員將熱解石墨片和直徑為15mm、厚度為0.5mm的nd:yag晶體一起放置于釹鐵硼永磁體的上方，懸浮高度約為1mm。nd:yag晶體的上下表面均鍍有介質(zhì)膜以形成諧振腔。采用808nm的半導體激光器泵浦該激光晶體，在懸浮體重量過重的情況下在其側(cè)面輔助以氣體來推動轉(zhuǎn)動。在泵浦光功率為450mw、懸浮體的旋轉(zhuǎn)頻率為4hz時，獲得了功率17.7mw、斜坡效率為8.3%的基橫模激光輸出，激光光束亮度高。相關(guān)研究工作被chineseopticsletters雜志封面報道（chin.opt.lett.,13,121403,2015）。

該研究工作利用剩余（未吸收）泵浦光驅(qū)動磁懸浮的熱解石墨旋轉(zhuǎn)的方式，有效地擬制了激光晶體中廢熱的影響，從而獲得了高亮度的激光輸出。隨著對懸浮體（包括激光增益介質(zhì)和反磁性材料）的進一步優(yōu)化，磁懸浮、光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的盤片激光器將變得更加現(xiàn)實，且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。磁懸浮、光驅(qū)動轉(zhuǎn)盤激光器相關(guān)研究已經(jīng)申請國家發(fā)明專利。