電光效率是全固態激光器的一個重要參數。效率越高，激光器更易實現小型化和輕量化。采用平面波導材料作為增益介質的激光器，同時具有塊狀固體激光器功率高和光纖激光器能量轉換效率高的優點。鍵合技術是實現平面波導激光增益介質的常見技術途徑，但針對大縱橫比的平面波導材料仍存在芯層厚度控制和鍵合強度等問題。
流延成型技術是一種精度高、膜厚度和組分可控性強的陶瓷成型工藝。采用流延成型和陶瓷燒結技術可以克服單晶鍵合技術的缺陷，實現平面波導結構激光陶瓷的一體化制備。
中國工程物理研究院應用電子學研究所高清松研究員課題組聯合中國科學院上海硅酸鹽研究所李江研究員課題組采用非水基流延成型和固相反應燒結工藝制備的YAG/Nd:YAG/YAG陶瓷平面波導作為激光放大器的增益介質，獲得100 Hz重復頻率下327 mJ單脈沖能量的激光輸出，據該課題組所知，這是國際范圍內采用非水基流延成型制備的該種陶瓷平面波導達到的最大單脈沖能量輸出。相關研究成果發表在Chinese Optics Letters2016年第5期上(J. Liu et al., Diode-pumped composite ceramicNd:YAG planar waveguide amplifier with 327-mJ output at 100-Hz repetition rate)。
整個激光器系統包括三個主要部分：種子源，種子光耦合系統，以及放大器。種子源為雙棒串接的Nd:YAG振蕩器。放大器增益介質尺寸為1 mm×10 mm×60 mm，1 mm厚度上為陶瓷YAG/Nd:YAG/YAG波導結構，并且兩端各有5 mm的非摻雜YAG端帽。抽運源經過慢軸縮束快軸聚焦后，以特定的角度傾斜抽運平面波導介質。種子光從波導一端注入，放大光從另一端輸出。
高清松研究員認為，該陶瓷激光放大器不僅具有輸出能量高、效率高的優點，而且它的體積非常小能夠實現激光器系統的小型化、輕量化，是未來數年高能全固態激光器的主要發展方向之一。
后續工作是陶瓷平面波導激光器的拓寬和發展，通過優化系統，進一步提高效率，提升功率，并拓寬工作光譜范圍。
圖片說明：單通Nd:YAG陶瓷平面波導激光放大器系統示意圖。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
