中科院上海光機(jī)所李建郎課題組成功研制出磁懸浮、光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的盤片固體激光器,標(biāo)志著一種新型激光技術(shù)的誕生。相關(guān)成果日前作為封面文章發(fā)表于《中國(guó)光學(xué)快報(bào)》。同時(shí),磁懸浮、光驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤激光器相關(guān)研究已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
固體激光器中的廢熱累積會(huì)嚴(yán)重影響激光器性能。轉(zhuǎn)動(dòng)激光增益介質(zhì)盤片,可有效減少其內(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(dòng)(馬達(dá))等方式,需要額外的伺服系統(tǒng)克服增益介質(zhì)的搖擺,導(dǎo)致激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其次,反磁材料(比如熱解石墨)因具有負(fù)的磁化率,在室溫時(shí)形成磁懸浮。當(dāng)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(huì)導(dǎo)致熱解石墨薄片轉(zhuǎn)動(dòng)。此種基于磁懸浮的光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)易于精確控制,且具有良好的穩(wěn)定性。
研究人員將轉(zhuǎn)盤激光器技術(shù)和磁懸浮光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)技術(shù)結(jié)合,提出了磁懸浮、光驅(qū)動(dòng)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(chǎng)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)泵浦光則到達(dá)反磁性材料表面,提供旋轉(zhuǎn)所需能量。
該研究有效地?cái)M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(guān)專家表示,隨著對(duì)懸浮體(包括激光增益介質(zhì)和反磁性材料)的進(jìn)一步優(yōu)化,磁懸浮、光驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的盤片激光器將變得更加現(xiàn)實(shí),或有望在高功率激光器和平面波導(dǎo)激光器兩個(gè)方面取得新突破。
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