优化太阳光泵浦固体激光工作物质选择的研究

太阳光泵浦固体激光工作物质的研究是中国学者赵彬、赵长明等人针对太阳光作为能源驱动的固态激光器的研究课题。本文主要关注如何选择适合的激光工作物质，以充分利用太阳光的能量。作者首先利用MATLAB对现有的太阳光谱数据进行三次样条插值，将其细化到0.25至2微米波段的1751个光谱带，创建了一个精细离散化的太阳光谱模型。这个模型对于后续的光谱分析至关重要，它使得研究人员能够精确地分析不同激光介质，如红宝石、Nd:YAG、Yb:YAG、Nd:YVO4、Cr:Nd:GSGG以及掺杂Nd3+和Yb3+的光学陶瓷和石英光纤，它们各自的吸收光谱。 研究中，作者通过比较这些激光介质与太阳光谱的匹配程度，即介质对太阳光中特定波长的吸收效率，发现红宝石吸收的能量最多，达到太阳常数的24.51%，其次是Nd:YAG和掺杂Nd3+的光学陶瓷。阈值泵浦功率体密度也被计算出来，这是评估激光介质是否能在接收足够太阳光照射下产生激光的重要参数。在考虑了材料的热特性后，作者强调了选择工作物质时不仅要考虑能量吸收效率，还要考虑在高能量密度的太阳光照射下材料的耐热性能，以确保激光器的稳定运行。 太阳光泵浦的固态激光器由于其环保、可持续的特点，具有广阔的应用前景，尤其是在空间应用领域，如卫星激光通信、空间能量无线传输和星载激光武器。然而，国内在这个领域的实验研究相对较少，与国外的研究相比还有一定的差距。本文的研究成果对于推动我国在太阳光泵浦固态激光技术的发展具有重要意义。 这篇论文深入探讨了太阳光泵浦固体激光器的工作物质选择策略，通过对太阳光谱的细致分析和多种激光介质的性能评估，为优化这类激光器的设计提供了科学依据。这项研究对于提升我国在太阳能利用技术方面的竞争力，以及推动绿色、高效的激光技术发展具有积极的推动作用。