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)須靠電驅(qū)動（馬達）等方式，同時需要伺服系統(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。
中國科學院上海光學精密機械研究所李建郎研究員課題組將轉(zhuǎn)盤激光器技術和磁懸浮光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)技術結(jié)合起來，提出了全新的磁懸浮光驅(qū)動轉(zhuǎn)盤激光器方案。相關研究成果發(fā)表在Chinese Optics Letters 2015 年第12 期上（H. X. Han and J. L. Li, A Maglev and Rotating Disk Laser）。
反磁性材料（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，因而在室溫時可產(chǎn)生磁懸浮現(xiàn)象。如果將激光照射到磁懸浮熱解石墨薄片的邊緣位置，熱致磁導率的變化形成轉(zhuǎn)動力矩，熱解石墨薄片會在磁場中轉(zhuǎn)動。由于采用了光驅(qū)動，此種方式易于精確控制并具有良好的穩(wěn)定性。
該方案利用反磁性材料（熱解石墨片）將激光增益介質(zhì)盤片懸浮在磁場中，同時由半導體激光器抽運激光增益介質(zhì)盤片并提供反磁性材料轉(zhuǎn)動所需的能量。該團隊的科研人員通過熱解石墨片將Nd:YAG激光晶體懸浮在磁鐵之上，在懸浮體重量過重的情況下以氣體輔助推動旋轉(zhuǎn)，獲得了17.7 mW的基模激光輸出，初步驗證了他們的設想。
磁懸浮轉(zhuǎn)盤激光器實驗示意圖。插圖為磁懸浮系統(tǒng)照片
這項研究揭示了一種面向高功率、高亮度激光輸出的磁懸浮、光驅(qū)動旋轉(zhuǎn)激光器技術。李建郎研究員表示，隨著對激光增益介質(zhì)和反磁性材料等的進一步研究，光驅(qū)動的磁懸浮轉(zhuǎn)盤激光器將變得愈發(fā)可行，該技術有望在高功率激光器和平面波導激光器方面取得突破。
后續(xù)工作主要是利用平面波導結(jié)構(gòu)減小增益介質(zhì)和熱解石墨片的整體重量，建造一臺基于剩余抽運光驅(qū)動的磁懸浮自旋轉(zhuǎn)激光器。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
