近日，大連化物所化學激光研究室李剛研究員、金玉奇研究員團隊在薄片超快激光器研究方面取得新進展。團隊基于全鏈條自主研發(fā)的72通薄片泵浦模塊，實現(xiàn)了薄片皮秒激光再生放大輸出功率超過300W。 
本工作中，團隊基于全鏈條自主研發(fā)的72通泵薄片泵浦模塊，在50至200kHz 重復(fù)頻率下實現(xiàn)了平均功率312W、最大單脈沖能量6.2mJ、脈沖寬度720ps、光光轉(zhuǎn)換效率48.1%的脈沖激光輸出。皮秒激光器系統(tǒng)整體功率穩(wěn)定性RMS為0.5%、光束質(zhì)量因子M2小于1.1。該工作對推動我國薄片超短脈沖激光發(fā)展具有重要意義。
千瓦級高重頻皮秒激光器在自由電子激光器、EUV光源和阿秒脈沖產(chǎn)生，以及工業(yè)加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。展寬后的光纖種子激光分別經(jīng)薄片再生放大和薄片多程放大，再通過脈沖壓縮(即啁啾脈沖放大技術(shù))過程，是當前公認的實現(xiàn)高重頻、大能量、高光束質(zhì)量超短脈沖激光輸出的最優(yōu)技術(shù)路線。其中，多通泵浦薄片模塊這一核心技術(shù)長期被國外公司所壟斷，制約了我國高功率超短脈沖激光的發(fā)展。
本工作中，團隊基于全鏈條自主研發(fā)的72通泵薄片泵浦模塊，在50至200kHz 重復(fù)頻率下實現(xiàn)了平均功率312W、最大單脈沖能量6.2mJ、脈沖寬度720ps、光光轉(zhuǎn)換效率48.1%的脈沖激光輸出。皮秒激光器系統(tǒng)整體功率穩(wěn)定性RMS為0.5%、光束質(zhì)量因子M2小于1.1。該工作對推動我國薄片超短脈沖激光發(fā)展具有重要意義。
該團隊在薄片激光器的研制方面，經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)，取得了系列研究進展，包括開發(fā)了薄片多通泵浦模塊的主動對準技術(shù)(Optik，2018)，研發(fā)了用于薄片增益晶體的多孔泡沫結(jié)構(gòu)冷卻排列系統(tǒng)(Optik，2020)，研制了最新一代的72通薄片泵浦模塊以及百 kHz高功率腔倒空薄片納秒激光器(Optics Express，2022)，提出了一種高功率薄片激光器基橫模輸出的新方法(Optics Express, 2022)，研制了基于72通泵浦模塊的百fs克爾透鏡鎖模薄片激光器(中國激光，2023)，拓寬了電光調(diào)Q薄片激光器脈寬的調(diào)諧范圍(Optics Communications，2024)等。
相關(guān)研究成果以“國產(chǎn)Yb:YAG 薄片再生放大器輸出功率突破300W”為題，發(fā)表在《中國激光》上。該工作的第一作者是我所704組博士研究生雷希音。上述工作得到深圳市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃科技重大專項、我所創(chuàng)新基金等項目的支持。(文/圖 戴隆輝)
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