上海硅酸盐所在激光陶瓷方向取得系列研究进展 -九游会ag

来源：上海硅酸盐研究所

随着高功率固体激光器的不断发展，对激光输出功率的需求不断提高。在高功率泵浦模式下，热效应限制了增益元件内部耗散的功率密度，限制了固体激光器向更高功率的发展。对于板条状激光增益介质，通过设计合适的复合结构可以在较小程度甚至不增加激光器体积和复杂程度的前提下，提高激光增益介质的热管理能力，从而提高激光器的功率、效率以及光束质量。近期，中国科学院上海硅酸盐研究所李江研究员带领透明与光功能陶瓷团队在复合结构yb:yag激光陶瓷领域取得重要进展。均质的yb:yag陶瓷板条在双端泵浦时材料内部的吸收泵浦功率密度由两端向中心逐渐降低，因此板条长度方向的中心不能实现充分泵浦，并且会导致增益介质的温度分布不均匀。针对上述问题，该研究团队采用流延成型和真空烧结技术制备了双浓度梯度掺杂结构yb:yag透明陶瓷增益介质，并与中国电子科技集团公司第十一研究所合作实现了1030 nm处总能量为3.43 j的激光输出，斜率效率为45%（j. am. ceram. soc., 2023, 16: 2309-2316）。

为了进一步提升透明陶瓷增益介质的散热能力，优化其激光性能，研究团队设计并制备了表层增益型yb:yag激光陶瓷，该复合结构兼具板条和薄片激光器的优势，能够大大提升陶瓷增益介质的散热能力。采用表层增益型yb:yag透明陶瓷，实现了1030.5nm处输出能量为1.9 j的低重频脉冲激光输出，斜率效率为31.1%（j. am. ceram. soc., 2023, 106: 3550-3556）。上述两篇论文的第一作者为上海硅酸盐所原子质量