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平面波導(dǎo)YAG/Yb:YAG/YAG激光陶瓷研究獲進(jìn)展

星之球科技 來源:光與世界2018-11-19 我要評論(0 )   

近日,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李江研究員團隊采用非水基流延成型結(jié)合真空燒結(jié)及熱等靜壓后處理(HIP)技術(shù)成功制備了大尺寸

 近日,中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李江研究員團隊采用非水基流延成型結(jié)合真空燒結(jié)及熱等靜壓后處理(HIP)技術(shù)成功制備了大尺寸、高質(zhì)量的平面波導(dǎo)YAG/Yb:YAG/YAG激光陶瓷板。
 
高功率固體激光器在科學(xué)研究、高端裝備制造等國際前沿研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。二極管泵浦固體激光器是近年來國際上發(fā)展最快,應(yīng)用較廣的新型激光器,其未來發(fā)展方向是實現(xiàn)“三高”,即高功率,高效率和高光束質(zhì)量的激光輸出,而熱效應(yīng)將嚴(yán)重影響固體激光器的激光性能。
 
平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)陶瓷是激光陶瓷板條的自然進(jìn)化,是一種高縱橫比的三明治結(jié)構(gòu),由高折射率的波導(dǎo)層和周圍低折射率包層組成。它具有大的數(shù)值孔徑,可以很好地約束非衍射極限的光束,有效防止自由空間發(fā)散,對泵浦光吸收效率高。此外,該結(jié)構(gòu)具有很好的散熱能力,可以及時傳導(dǎo)激光發(fā)射中產(chǎn)生的廢熱,因此能夠更有效地克服熱效應(yīng)。
 
隨著激光二極管(LD)不斷發(fā)展,泵浦功率不斷提高。解決了Yb:YAG泵浦閾值高、不易泵浦的缺點,使之成為高功率、高效率LD泵浦固體激光器的理想增益介質(zhì)。因此,陶瓷平面波導(dǎo)Yb:YAG激光增益介質(zhì)可以高效散熱、提高泵浦效率、獲得緊湊且高增益的激光系統(tǒng),有望解決“三高”固體激光器的核心問題。
 
作為主振蕩功率放大器(MOPA)的增益介質(zhì),陶瓷YAG/Yb:YAG/YAG平面波導(dǎo)經(jīng)中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所高清松研究員團隊驗證,實現(xiàn)了940nmLD泵浦下1030nm千瓦級激光輸出,輸出功率達(dá)1.25kW,斜率效率30%。據(jù)悉,這是國際范圍內(nèi)該類陶瓷平面波導(dǎo)達(dá)到的最高功率激光輸出。

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