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激光效率(激光的電光轉(zhuǎn)換率是多少)

浪起激光2022-02-1964640

記者從中科院合肥研究院了解到,該院健康所醫(yī)用激光技術(shù)實驗室江海河課題組與安光所晶體材料實驗室張慶禮課題組合作,提出了平滑泵浦光場和溫度場均勻化的設計方案,大大提高了激光轉(zhuǎn)換效率,為后續(xù)高質(zhì)量激光器批量制造和定標放大奠定了重要基礎。相關(guān)成果發(fā)表日前在國際光學著名期刊《光子學研究》上。

全固態(tài)端泵技術(shù)是獲得緊湊、高效、高質(zhì)量激光器的重要方法之一。然而,在高重復頻率泵浦下,增益介質(zhì)中的嚴重激光熱效應已成為阻礙輸出功率增強和降低光束質(zhì)量的主要因素,是激光界長期難以攻克的瓶頸,特別是在LD單端泵浦的激光器中尤為突出,其關(guān)鍵問題在于高濃度均勻摻雜晶體時,泵浦光被初始端高濃度摻雜離子的強烈吸收,其強度迅速降低,造成了晶體棒軸向泵浦和溫度分布極為不均勻,難以產(chǎn)生性能優(yōu)越的激光;而在低濃度均勻摻雜晶體時,由于吸收系數(shù)小,難以獲得高的激光轉(zhuǎn)換效率。鑒于此,研究團隊通過改進提拉法,生長了高質(zhì)量的梯度濃度摻雜晶體,設計了LD單端泵浦激光器,進行了2種梯度摻雜和3種均勻摻雜的晶體的激光實驗研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),梯度摻雜晶體使得泵浦光在傳播過程中獲得了較均勻的吸收,大大降低了泵浦晶體端面的溫度和晶體棒軸向的溫度梯度,顯著減少了熱效應,在35W泵浦時的熱焦距較等效均勻摻雜晶體的數(shù)值增大了60%,改善了激光有效模體積、束斑尺寸和激光模式,明顯提高了激光脈沖輸出特性。在2kHz重復頻率運行時的最大激光輸出功率達到了24.2W,激光器光光轉(zhuǎn)換效率高達53.8%。

這項研究證明了梯度濃度摻雜晶體在泵浦和溫度分布方面呈現(xiàn)出優(yōu)異的性能,提高了晶體棒中末端對泵浦光的吸收,并降低了入射端的溫度,平滑了沿棒軸上的溫度梯度,明顯減小了熱效應,可以顯著提高單端泵浦脈沖激光器的輸出性能,為未來高效率激光技術(shù)提供了一條新途徑。

激光效率(激光的電光轉(zhuǎn)換率是多少)  第1張

文/科技日報記者 吳長鋒

激光效率(激光的電光轉(zhuǎn)換率是多少)  第2張

編輯/范輝

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