史上最強超短激光脈沖振蕩器問世

  ICCSZ訊 據物理學家組織網13日報道，瑞士科學家于近日展示了一款亞皮秒薄盤激光振蕩器，平均輸出功率達到創紀錄的350瓦，成為超短激光脈沖振蕩器的新“標桿”，也為實現更強大的激光器奠定了基礎。

圖中展示的是一個商業薄盤磁頭。圓盤被單片棱鏡包圍，單片棱鏡借助反射傳遞泵浦光束。

圖片來源：物理學家組織網

  超高速激光光源可在基礎科學研究和工業應用領域“大顯身手”，但為了進一步挑戰并突破極限，需要幾兆赫重復頻率和幾百瓦平均輸出功率。目前實現這種高功率激光脈沖的一種方法是，按比例增加激光振蕩器的輸出功率來直接生成它們，而不是仰仗多級放大器系統，因為借助后者實現極為復雜。

  蘇黎世聯邦理工學院（ETH）量子電子研究所的烏蘇拉·凱勒小組稱，他們已經將按比例增加功率這一方法提升到一個新水平。他們演示了一種新的薄盤激光振蕩器，兼具振蕩器的簡單性、高重復率以及創此類激光器紀錄的高平均輸出功率。

  薄盤激光振蕩器的增益介質（激射發生材料）是一塊厚約100微米的圓盤。這種幾何形狀提供了較大的表面積，有助于冷卻，但熱效應仍是這種激光器功率提升的“攔路虎”，自2012年以來，其最大輸出功率為275瓦。

  在最新研究中，結合薄盤激光技術領域迄今取得的多項進步，高級研究科學家克里斯托弗·菲利普及其同事讓薄盤激光振蕩器的平均輸出功率達到350瓦，脈沖長度僅0.94皮秒，攜帶的能量為39微焦，并以8.88兆赫茲的頻率重復運行，可立即應用于科學和工業領域。

  研究人員解釋稱，研究的關鍵是他們找到了一種方法，使泵浦光束能多次增益介質，同時又不造成有害的熱效應，從而減小了相關部件承受的壓力。

  他們認為，新方法稍作修改，輸出功率超過500瓦指日可待。而且，隨著技術的進一步改進，輸出功率未來有望達千瓦級。