百纳秒脉冲单频Er:YAG激光器:千兆赫兹下的高能创新

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"李尚桦等人展示了利用激光二极管泵浦的高能单频Er:YAG激光器,能够在200Hz、300Hz和500Hz的脉冲重复频率下分别获得28.6mJ、21.6mJ和15.0mJ的单频脉冲能量,这是目前Er:YAG增益介质所能达到的最高单频脉冲能量。采用环形腔设计,保持了数百纳秒的脉冲持续时间。" 本文报道了一项关于高能单频Er:YAG激光器的研究成果。Er:YAG激光器是一种掺铒钇铝石榴石激光器,其工作物质是Er:YAG晶体,其中Er(铒)作为激活离子,YAG(钇铝石榴石)作为基质材料。这种激光器的一个关键特性是其能在红外光谱区域内产生激光,特别是在1470纳米的波长,这个波长适合于激光二极管(LDs)进行泵浦。 研究团队利用1470纳米的激光二极管作为泵浦源,成功地实现了高能单频脉冲的产生。在不同的脉冲重复频率下,激光器能够输出不同能量的脉冲:200Hz时能量为28.6mJ,300Hz时为21.6mJ,500Hz时为15.0mJ。这些数据表明,该激光器在保持高能输出的同时,还能维持良好的单频特性,这对于许多应用来说是非常重要的,例如精确的光学测量、医疗手术和激光加工等。 采用环形腔设计是实现稳定单频激光输出的关键。环形腔可以提供更长的光路,从而增加激光在增益介质中的往返次数,这有助于减少频率漂移和多模竞争,从而确保激光的单频性。同时,这种设计还有助于控制脉冲持续时间,使其保持在数百纳秒,这在需要短脉宽但又需高能输出的应用中具有优势,例如激光打标、激光切割和医学治疗。 此外,这项工作的创新点在于实现了迄今为止在Er:YAG激光器中最高的单频脉冲能量。这不仅提升了激光器的性能指标,也为未来更高功率、更高效率的单频Er:YAG激光器设计提供了参考和基础。 这篇研究展示了激光技术在提高能量密度、优化脉冲特性和保持单频稳定性方面的进步,对于推动激光科学与技术的发展,尤其是在工业制造、医疗健康和科学研究等领域具有重要意义。