【光学前沿】突破性进展：基于Nd:YLF双晶体结构的纳秒脉冲深红拉曼激光器
在科学探索和技术革新的前沿，激光技术以其卓越的性能和广泛的应用前景，一直是研究的热点。最近，一项由暨南大学物理与光电工程学院的陈振强教授和代世波副教授领导的团队，成功开发了一种基于Nd:YLF双晶体结构的纳秒脉冲深红拉曼激光器，该激光器在多个领域具有潜在的重要应用。
一、深红激光器的重要性
深红色激光源，其波长范围在660-760nm，因其在光合作用、光动力疗法、皮肤科以及紫外激光生成等领域的广泛应用而备受青睐。此外，纳秒脉冲深红辐射源为光声成像、受激发射损耗显微镜、雷达探测和光学泵浦碱金属蒸汽激光器等高端应用提供了新的能力。
二、技术突破
该研究团队通过在极界相匹配的三硼酸锂晶体中，利用主动调Q的Nd:YLF双激光晶体基KGW拉曼激光器的腔内二次谐波产生，实现了一种高功率可调谐、可扩展的纳秒脉冲深红激光器。通过精细调节三硼酸锂晶体的相位匹配角并仔细重新调整谐振腔，将1461nm和1490nm的第一斯托克斯场转换为731nm和745nm的深红色发射线。
三、性能参数
在83W泵浦功率和最佳脉冲重复频率4kHz下，该深红色激光系统实现了最大平均输出功率5.2W和7.6W，对应的光电转换效率接近6.3%和9.2%。此外，获得了6.7ns和5.5ns的脉冲宽度和高达190kW和350kW的峰值功率，光束质量接近衍射极限，M²≈1.5。
四、实验装置
实验装置包括一个波长锁定的窄带光纤耦合激光二极管作为泵浦源，以及一系列精心设计的光学元件，包括聚焦透镜、偏振分束器、半波片和声光调制器。通过调整KGW晶体的相位匹配角，可以获得不同的拉曼位移，从而产生所需的深红色激光。
五、应用前景
这项研究的成功，不仅在技术上实现了重大突破，而且在工业应用中具有广泛的应用前景。这种新型的深红激光器，以其高功率、高效率和优异的光束质量，有望成为调Q的翠绿宝石激光器的有力替代品，特别是在测高和植被监测等领域。
暨南大学的研究团队通过创新的设计和精心的实验，成功开发了一种新型的纳秒脉冲深红拉曼激光器。这项工作不仅展示了深红激光器在多个领域的应用潜力，也为未来的激光加工技术研究提供了新的方向。
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