上海光机所磁悬浮和光驱动转盘激光器研究获进展

2016-03-26

军民两用技术与产品 2016年1期

中国科学院上海光学精密机械研究所的研究人员成功研制出了磁悬浮、光驱动旋转的盘片固体激光器，标志着一种新型激光技术的诞生。

研究人员将转盘激光器技术和磁悬浮光驱动旋转技术相结合，提出了磁悬浮、光驱动转盘激光器的概念。研究人员通过反磁性材料将激光增益介质盘片悬浮在磁场中，激光增益介质吸收入射泵浦光的部分功率，剩余（未吸收）泵浦光到达反磁性材料表面提供旋转所需的能量。在实验研究中，研究人员将热解石墨片和直径15mm、厚0.5mm的Nd:YAG晶体一起放置于钕铁硼永磁体的上方，悬浮高度约为1mm。Nd:YAG晶体的上下表面均镀有介质膜以形成谐振腔。采用808nm波长的半导体激光器泵浦该激光晶体，在悬浮体重量过重的情况下在其侧面辅助以气体来推动转动。在泵浦光功率为450mW、悬浮体的旋转频率为4Hz时，获得了功率17.7mW、斜坡效率8.3%的基横模激光输出，激光光束亮度高。

该项研究工作采用剩余（未吸收）泵浦光驱动磁悬浮的热解石墨旋转的方式，有效地拟制了激光晶体中废热的影响，从而获得了高亮度的激光输出。随着对悬浮体（包括激光增益介质和反磁性材料）的进一步优化，磁悬浮、光驱动转盘激光器或将成为现实，并有望在高功率激光器和平面波导激光器两个产品领域取得新突破。