Recentment, l'equip dels professors Zhiwei Lv i Zhenxu Bai del Centre de Recerca de Tecnologia Làser Avançada de la Universitat Tecnològica de Hebei (HBUT), en col·laboració amb Ningbo Jingdrill Science and Technology Co. Ltd, ha aconseguit una sortida làser Raman de nanosegons amb un pic. potència superior a 1,5 MW utilitzant diamants monocristalls CVD de gran mida i de qualitat òptica de fabricació nacional. Aquest treball és el primer informe de sortida làser Raman polsada en nanosegons amb una energia d'impuls únic superior a 10 mJ, que assoleix l'estàndard internacional més alt en termes d'energia i potència màxima. Els resultats de la investigació relacionats es van publicar el desembre de 2023 com a butlletí a China Laser sota el títol de "Producció làser Raman amb potència màxima de MW aconseguida en diamant nacional".
Com a "material de carboni" important, el diamant no només és la substància natural més dura, sinó que també té una conductivitat tèrmica extremadament alta, un ampli rang de transmissió espectral i una alta estabilitat física i química, i es coneix com la "dent industrial més dura i afilada". " i el "material semiconductor definitiu". Es coneix com la "dent industrial més dura i afilada" i el "material semiconductor definitiu", i s'ha utilitzat àmpliament en els camps de finestres òptiques, encluses de diamant, gestió tèrmica, polit i mòlta i detecció de radiacions ionitzants. A més, combinats amb les seves propietats òptiques no lineals úniques, els làsers de diamant mostren avantatges extremadament destacats en el camp dels làsers Raman i Brillouin, proporcionant noves oportunitats per al desenvolupament de làsers d'alta potència.
Els cristalls de diamant tenen coeficients de guany Raman extremadament alts i els majors canvis de freqüència Raman entre els cristalls coneguts, de manera que es considera que els làsers Raman de diamant són "un nou camí per trencar els límits de potència i longitud d'ona dels làsers". Per obtenir un funcionament làser de diamant de gran eficiència amb una qualitat de feix d'alta, cal utilitzar cristalls de diamant sintètic de grau òptic com a mitjà de guany. Per aconseguir una alta eficiència i una alta qualitat del feix, es requereixen cristalls de diamant sintètic de grau òptic com a mitjà de guany, però la majoria dels cristalls de diamant d'un sol cristall utilitzats pels investigadors en els seus estudis anteriors s'han importat. La Xina és el major productor mundial de diamants sintètics, especialment en diamants de qualitat industrial amb poder de fixació de preus internacionals. Per tant, com millorar la qualitat i la mida de creixement dels cristalls de diamant d'un sol cristall produïts a nivell nacional i maximitzar la seva aplicació al camp làser és un tema clau que cal trencar.
Fig. 1 Esquema del muntatge experimental
Recentment, els investigadors van utilitzar el diamant d'un sol cristall CVD de gran mida produït a nivell òptic (4 × 4 × 7 mm3) com a mitjà de guany Raman i van obtenir la conversió làser Raman amb una longitud d'ona d'1,2 μm i un pols únic. energia d'11,2 mJ utilitzant un làser polsat d'1 μm com a font de bomba en un oscil·lador amb una longitud de cavitat de només 15 mm. L'amplada del pols làser Raman de sortida era de 7 ns, el que correspon a una potència màxima màxima d'1,6 MW.
Figura 2 Característiques de sortida del làser Raman (a) corba d'energia (b) formes d'ona i espectres
Aquest estudi va informar per primera vegada dels resultats de l'operació del làser Raman de diamant nacional sota bombeig d'alta potència, i la potència màxima de sortida va superar l'escala de megawatts per primera vegada, assolint l'estàndard internacional més alt. Aquest resultat no només demostra la millora significativa dels cristalls de diamant de qualitat òptica nacional en el procés, sinó que també proporciona noves idees perquè els investigadors puguin trencar encara més el límit de potència dels làsers de longitud d'ona especials mitjançant la tecnologia làser de diamant, així com per ampliar les seves aplicacions.
