近日，鄭州大學金剛石材料與器件課題組在金剛石激光晶體制備及拉曼激光技術方面取得重要進展。攻克了大尺寸、低應力金剛石單晶制備以及低粗糙度、高平行度金剛石晶體加工等關鍵技術，研制出光學性能優異的金剛石拉曼激光晶體。基于自主制備的金剛石激光晶體，成功開發出具有<1 ns脈沖寬度、MW級峰值功率和kHz高重頻的人眼安全波段金剛石拉曼激光器。這一成果標志著團隊在高質量金剛石激光晶體材料及拉曼激光技術方面取得了重要進展。
圖1：課題組自主生長的大尺寸金剛石拉曼晶體
該課題組通過構建V型折疊腔和短拉曼腔結構，利用拉曼誘導腔倒空效應，實現了激光能量的快速釋放，最終獲得脈沖寬度僅為0.6 ns、峰值功率高達913.3 kW的1.45 μm人眼安全波段金剛石拉曼激光器，刷新了國際上同類型器件性能紀錄。此外，該激光器還展現出高的重復頻率（1-10 kHz）與良好的光束質量（M2 < 1.5），可滿足衛星測距等遠距離、高精度探測場景的應用需求。
圖2：金剛石拉曼激光器實驗裝置（左）及輸出特性（右）
大尺寸高質量金剛石激光晶體的國產化將大幅降低拉曼激光器件的制造成本，為相關產業的發展注入強勁動力。未來，鄭州大學金剛石材料與器件課題組宣稱將繼續優化金剛石晶體生長工藝，提升拉曼激光器件輸出性能，推動我國拉曼晶體生長和激光技術的不斷進步。
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