拓扑绝缘体驱动的Yb:KGW调Q激光器：瓦级输出与高效脉冲

"基于拓扑绝缘体的Yb:KGW调Q激光器" 本文主要讨论了一种使用Yb:KGW晶体作为增益介质的调Q激光器，该激光器利用拓扑绝缘体Bi2Se3作为可饱和吸收材料，实现了高效能的脉冲输出。Yb:KGW激光晶体因其独特的特性，如宽的增益带宽（24纳米）、大的激光发射截面（2.8×10^-20平方厘米）以及良好的热导性能（3.3瓦/米·开尔文），使其成为构建千瓦级半导体抽运激光器的理想选择。这种半导体抽运机制能够提供高效的泵浦效率，从而提升激光输出。 在该研究中，Yb:KGW调Q激光器通过采用透射式的拓扑绝缘体Bi2Se3来实现被动调Q。拓扑绝缘体是一种具有独特电子结构的材料，其表面态表现出拓扑保护性质，这使得它们在光学吸收方面具有特殊性质，适合作为可饱和吸收体，即在低强度光下吸收率高，而在高强度光下吸收率降低，从而有效地控制激光的脉冲输出。 实验结果显示，这种基于拓扑绝缘体的调Q激光器可以产生脉宽仅为1.5微秒的窄脉冲，中心波长位于1042纳米，对应的脉冲能量达到4.7微焦耳，峰值功率约为3.13瓦。这些参数表明，这种激光器能够在保持短脉冲宽度的同时，提供相对较高的脉冲能量和功率，这对于多种应用，如精密测量、光纤通信、医学成像、材料加工等领域都具有重要的意义。 此外，使用拓扑绝缘体作为调Q机制的一个显著优点是其在高温和强光条件下的稳定性，这有助于提高激光器的长期工作可靠性。拓扑绝缘体的引入也开启了新的研究方向，即探索更多拓扑材料在激光技术中的应用潜力，可能在未来推动激光器技术的进一步发展。 这篇研究展示了Yb:KGW激光晶体与拓扑绝缘体Bi2Se3结合的创新设计，成功地制造出一种高性能的调Q激光器，实现了高能量、高功率和窄脉冲的输出，这不仅扩展了激光技术的边界，也为相关领域的应用提供了新的解决方案。