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环太激光损伤最新进展:激光晶体、陶瓷与光纤

2013-11-29 11:59
人在旅途20
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  第二届“环太激光损伤——高功率激光光学材料”专题研讨会由中科院上海光机所和SPIE共同主办,中国光学学会和中国科学院协办。主席由中科院上海光机所邵建达研究员,日本大阪大学Takahisa Jitsuno 教授和美国新墨西哥大学Wolfgang Rudolph教授共同担任。

  来自亚洲、北美、欧洲等地区11个国家的120余位专家出席了本届会议,其中30余位专家来自境外。本届会议共接受论文87篇,包括61篇口头报告和26篇张贴报告。与第一届会议的100余位参会人数和来自8个国家的20余位境外代表相比,本次会议均略有增长。会议围绕紫外-红外高功率激光损伤,激光切割和加工,缺陷、污染、抛光和表面损伤,表征技术和测量方法,高损伤阈值薄膜,非线性激光晶体,激光陶瓷,光学玻璃与光纤等8个议题展开。

  一、非线性激光晶体

  与激光切割和加工部分一样,非线性激光晶体部分的口头报告数量为9篇。涉及的内容包括晶体生长技术、特征参数测量,以及晶体在激光装置中的应用。

  中科院理化技术研究所的彭钦军研究员在大会特邀报告中,介绍了KBBF族深紫外非线性光学晶体的发现与应用。KBBF族非线性光学晶体是一种可直接倍频到深紫外波段的非线性晶体,该晶体层状习性严重、易解理。针对这一缺点,该项目组发明了一种棱镜耦合技术(PCT),无需对晶体进行角度切割,只需在晶体表面实施超光滑抛光加工,就可制作成激光倍频器件,解决了这类晶体的实用化问题。目前,基于KBBF-PCT器件所产生的深紫外激光源,已经取得了四项世界纪录,并研发了8台前沿科学仪器装置。利用这些仪器,成功观察到超导体在超导态时的一系列新现象,为高温超导体的机理研究提供了新的实验证据。

  中科院福建物质结构研究所的姚元根研究员在其邀请报告中介绍了大口径、高质量KDP/DKDP晶体的研究进展。重点介绍的原材料的提纯技术,已能将杂质(钠离子除外)含量控制在1 ppm以下。突破了大口径KDP晶体的快速生长技术,研制出410mm×410mm口径的Ⅰ类KDP晶体元件;利用降温法,研制出430mm×430mm口径的Ⅱ类DKDP晶体元件。

  山东大学的于浩海博士在其邀请报告中介绍了石榴石无序结构晶体的研究工作。结果表明与YAG晶体相比,石榴石晶体表现出优异的性能;对于石榴石无序结构晶体,由于结构的无序特性,导致稀土离子周围出现几种晶体场,可导致所期望的吸收带宽和发射带宽的展宽,有望用于可调谐激光和超快激光。

  意大利比萨大学的Mauro Tonelli教授在其邀请报告中报道了混合材料BaYLuF8(BYLF),与BaY2F8(BYF)相比,Lu3+部分取代了Y3+。镥的加入提高了该材料的热机械性能,使得该混合材料能够向高功率应用方向发展。利用BYLF:Tm3+ 12%的样品,获得了二极管泵浦的2微米连续激光发射。

  Yajing Guo等报道了在测量ICF驱动器谐波转换晶体中的横向受激拉曼散射(TSRS)增益系数方面的工作。作者利用光栅的一级衍射,将TSRS辐射从瑞利辐射中分离出来;采用带通滤波器和吸收陷阱,去除噪声光,从而提升了TSRS的信噪比;通过分析泵浦信号和噪声信号的延迟,从噪声中能够提取有效的TSRS脉冲,利用该信息计算KDP晶体的TSRS增益。

  在高功率激光系统中,非线性晶体是实现倍频激光的关键材料,相比于其他材料,激光对非线性晶体的损伤问题表现得更为突出。与熔石英玻璃这类光学元件损伤主要表现为表面或亚表面损伤不同,KDP/DKDP这类倍频晶体材料的激光损伤目前却首先表现为体损伤,这意味着非线性晶体从材料到结构都需要开展深入的研究工作。

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