Nesen Hebei Tehnoloģiju universitātes (HBUT) Profesionālo lāzertehnoloģiju pētniecības centra profesoru Zhiwei Lv un Zhenxu Bai komanda sadarbībā ar Ningbo Jingdrill Science and Technology Co. Ltd ir sasniegusi nanosekundes Ramana lāzera izvadi ar maksimumu. jaudu, kas lielāka par 1,5 MW, izmantojot vietēji ražotus liela izmēra, optiskās kvalitātes CVD vienkristāla dimantus. Šis darbs ir pirmais ziņojums par nanosekundes impulsa Ramana lāzera izvadi ar viena impulsa enerģiju, kas lielāka par 10 mJ, kas sasniedz augstāko starptautisko standartu enerģijas un maksimālās jaudas ziņā. Saistītie pētījumu rezultāti tika publicēti 2023. gada decembrī kā biļetens China Laser ar nosaukumu "Raman lāzera jauda ar maksimālo jaudu MW, kas sasniegta vietējā dimantā".
Kā nozīmīgs "oglekļa materiāls" dimants ir ne tikai cietākā dabā sastopamā viela, bet arī tam piemīt ārkārtīgi augsta siltumvadītspēja, plašs spektra pārraides diapazons un augsta fizikālā un ķīmiskā stabilitāte, un tas ir pazīstams kā "cietākais un asākais rūpnieciskais zobs". " un "galīgais pusvadītāju materiāls". Tas ir pazīstams kā "cietākais un asākais rūpnieciskais zobs" un "galīgais pusvadītāju materiāls", un tas ir plaši izmantots optisko logu, dimanta laktu, siltuma pārvaldības, pulēšanas un slīpēšanas, kā arī jonizējošā starojuma noteikšanas jomā. Turklāt apvienojumā ar unikālajām nelineārajām optiskajām īpašībām dimanta lāzeri uzrāda ārkārtīgi izcilas priekšrocības Ramana un Brillouin lāzeru jomā, sniedzot jaunas iespējas lieljaudas lāzeru attīstībai.
Dimanta kristāliem ir ārkārtīgi augsti Ramana pastiprinājuma koeficienti un lielākās Ramana frekvences nobīdes starp zināmajiem kristāliem, tāpēc dimanta Ramana lāzeri tiek uzskatīti par "jaunu ceļu, lai izlauztos cauri lāzeru jaudas un viļņa garuma ierobežojumiem". Lai iegūtu ļoti efektīvu dimanta lāzera darbību ar augstu staru kūļa kvalitāti, kā pastiprināšanas vide jāizmanto optiskās kvalitātes sintētiskie dimanta kristāli. Lai sasniegtu augstu efektivitāti un augstu staru kūļa kvalitāti, kā pastiprināšanas vide ir nepieciešami optiskās kvalitātes sintētiskie dimanta kristāli, taču lielākā daļa vienkristāla dimanta kristālu, ko pētnieki izmantoja savos iepriekšējos pētījumos, ir importēti. Ķīna ir pasaulē lielākā sintētisko dimantu ražotāja, jo īpaši rūpnieciskās kvalitātes dimantu ar starptautisku cenu noteikšanas spēku. Tāpēc galvenais jautājums, kas jārisina, ir tas, kā uzlabot iekšzemē ražotu viena kristāla dimanta kristālu kvalitāti un augšanas izmērus un maksimāli palielināt to pielietojumu lāzera laukā.
1. att. Eksperimentālās iestatīšanas diagramma
Nesen pētnieki izmantoja vietēji ražotu liela izmēra optiskās kvalitātes CVD vienkristāla dimantu (4 × 4 × 7 mm3) kā Ramana pastiprināšanas vidi un ieguva Ramana lāzera konversiju ar viļņa garumu 1,2 μm un vienu impulsu. 11,2 mJ enerģiju, izmantojot 1 μm impulsa lāzeru kā sūkņa avotu oscilatorā, kura dobuma garums ir tikai 15 mm. Izejas Ramana lāzera impulsa platums bija 7 ns, kas atbilst maksimālajai jaudai 1,6 MW.
2. attēls Ramana lāzera izejas raksturlielumi (a) enerģijas līkne (b) viļņu formas un spektri
Šajā pētījumā pirmo reizi tika ziņots par vietējā dimanta Ramana lāzera darbības rezultātiem lielas jaudas sūknēšanas laikā, un izejas maksimālā jauda pirmo reizi pārsniedza megavatu skalu, sasniedzot augstāko starptautisko standartu. Šis rezultāts ne tikai pierāda būtisku pašmāju optiskās kvalitātes dimanta kristālu uzlabojumu procesā, bet arī sniedz jaunas idejas pētniekiem, lai ar dimanta lāzera tehnoloģijas palīdzību vēl vairāk pārvarētu īpašo viļņu garuma lāzeru jaudas ierobežojumu, kā arī paplašinātu tās pielietojumu.
