近日,ALT&EI协同创新中心理事单位中国工程物理研究院应用电子研究所中国科学院上海硅酸盐研究所和江苏师范大学合作,在高功率双浓度掺杂Nd:YAG复合陶瓷板条激光器中取得重要进展,在二极管总抽运功率为18.06kW时,通过激光放大器双通提取了7.08kW的激光功率,光光转换效率高达39.2%,单程传输的退偏振大约3.2%。相关研究成果发表在光学学报,20173705):0514003.

由于固体激光器在通信、军事和工业上巨大的应用前景人们一直在努力研究新的性能更优异的激光材料。根据综合性能而言,Nd:YAG晶体依然是性能最好、应用最广泛的固体激光材料。为了实现高功率的激光输出,目前普遍采用端面抽运的方式,以Nd:YAG晶体板条为激光增益介质,以期实现高功率激光输出。因为Nd3+离子的引入大大的降低了YAG基质材料的热导率,为了解决高功率激光输出过程中的热效应问题,通常是将非掺杂YAG晶体作为端帽与掺Nd3+YAG晶体键合在一起,实现热快速消除。但是复合结构晶体材料的制备方法,会存在若干个明显的界面,界面的键合质量对板条激光器的退偏振有着很大的影响。高功率激光放大器中多个键合界面将会导致传输效率的下降,甚至有可能导致很强的反向传输激光,从而带来安全隐患。

基于此,中国工程物理研究院应用电子研究所提出了采用复合结构的YAG/Nd:YAG/YAG陶瓷板条作为激光增益介质的方案。由于在透明陶瓷制备过程中可以实现对复合结构键合界面良好控制从而可以减少甚至消除反向传输激光带来的隐患针对YAG/Nd:YAG/YAG复合结构陶瓷板条中心理事单位中国科学院上海硅酸盐研究所、以及牵头单位江苏师范大学,充分发挥自身在透明陶瓷成型烧结方面的优势成功制备出满足应用指标需求的高光学质量低散射损耗的YAG/Nd:YAG/YAG复合结构透明陶瓷板条利用两个单位联合制备的YAG/Nd:YAG/YAG复合结构透明陶瓷板条,在二极管总抽运功率18.06kW,通过双程放大提取了7.08kW激光功率,光光转换效率高达39.2%单通传输的退偏振为3.2%

  

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双掺浓度YAG/Nd:YAG/YAG透明陶瓷板条示意图

  

  

不同工作电流下双通提取功率和光光转换效率

 

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