迄今为止最强的超短激光脉冲振荡器已经问世

2019-11-15 10:54 来源:和讯科技

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ScienceDaly(记者刘霞)据物理学家组织网13日报道,瑞士科学家近日展示了一款平均输出功率达到创纪录的350瓦的亚皮秒薄盘激光振荡器,这已经成为超短激光脉冲振荡器的新“基准”,并为实现更强激光奠定了基础。

超高速激光光源可以在基础科学研究和工业应用中“展示它们的威力”,但是为了进一步挑战和突破极限,需要几兆赫的重复频率和几百瓦的平均输出功率。目前,实现这种高功率激光脉冲的一种方法是通过成比例地增加激光振荡器的输出功率来直接产生它们,而不是依赖于实现极其复杂的多级放大器系统。

苏黎世联邦理工学院量子电子研究所的乌苏拉·凯勒团队表示,他们已经采取了将功率成比例增加到一个新水平的方法。他们展示了一种新的薄圆盘激光振荡器,它结合了振荡器的简单性、高重复率和这种激光器记录的高平均输出功率。

薄圆盘激光振荡器的增益介质(激光材料)是厚度约为100微米的圆盘。这种几何形状提供了大的表面积,有助于冷却,但热效应仍然是该激光器功率提高的“障碍”,自2012年以来最大输出功率为275瓦。

在最新的研究中,结合到目前为止在薄盘激光技术领域取得的许多进展,资深研究科学家克里斯托弗·菲利普(Christopher Philip)和他的同事们已经使薄盘激光振荡器的平均输出功率为350瓦,脉冲长度仅为0.94皮秒,携带能量为39微焦耳,重复工作频率为8.88兆赫,可以立即应用于科学和工业领域。

研究人员解释说,这项研究的关键是他们找到了一种方法,使泵浦光多次获得介质,而不会造成有害的热效应,从而降低相关部件上的压力。

他们认为只要对新方法稍加修改,超过500瓦的输出功率就指日可待了。此外,随着技术的进一步提高,未来的输出功率有望达到千瓦级。