近日，鄭州大學(xué)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(shù)方面取得重要進(jìn)展。攻克了大尺寸、低應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)，研制出光學(xué)性能優(yōu)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(fā)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(biāo)志著團(tuán)隊在高質(zhì)量金剛石激光晶體材料及拉曼激光技術(shù)方面取得了重要進(jìn)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(gòu)建V型折疊腔和短拉曼腔結(jié)構(gòu)，利用拉曼誘導(dǎo)腔倒空效應(yīng)，實現(xiàn)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(dá)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(jì)錄。此外，該激光器還展現(xiàn)出高的重復(fù)頻率（1-10 kHz）與良好的光束質(zhì)量（M2 < 1.5），可滿足衛(wèi)星測距等遠(yuǎn)距離、高精度探測場景的應(yīng)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(zhì)量金剛石激光晶體的國產(chǎn)化將大幅降低拉曼激光器件的制造成本，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強(qiáng)勁動力。未來，鄭州大學(xué)金剛石材料與器件課題組宣稱將繼續(xù)優(yōu)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(shù)的不斷進(jìn)步。
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