Nedavno je tim profesora Zhiwei Lv i Zhenxu Bai u Istraživačkom centru za naprednu lasersku tehnologiju Tehnološkog univerziteta Hebei (HBUT), u saradnji sa Ningbo Jingdrill Science and Technology Co. Ltd, postigao nanosekundni Raman laserski izlaz sa vrhuncem snage veće od 1,5 MW koristeći CVD monokristalne dijamante velike veličine, optičkog kvaliteta, domaće proizvodnje. Ovaj rad je prvi izvještaj o izlazu nanosekundnog impulsnog Raman lasera s jednom impulsnom energijom većom od 10 mJ, što dostiže najviši međunarodni standard u smislu energije i vršne snage. Srodni rezultati istraživanja objavljeni su u decembru 2023. kao bilten u časopisu China Laser pod naslovom "Raman laserski izlaz s vršnom snagom od MW postignut u domaćem dijamantu".
Kao važan "ugljični materijal", dijamant nije samo najtvrđa prirodna supstanca, već poseduje i izuzetno visoku toplotnu provodljivost, širok spektar spektralnog prenosa i visoku fizičku i hemijsku stabilnost, i poznat je kao "najtvrđi i najoštriji industrijski zub". " i "krajnji poluprovodnički materijal". Poznat je kao "najtvrđi i najoštriji industrijski zub" i "krajnji poluprovodnički materijal", a široko se koristi u oblastima optičkih prozora, dijamantskih nakovnja, upravljanja termičkom tehnikom, poliranja i brušenja i detekcije jonizujućeg zračenja. Pored toga, u kombinaciji sa svojim jedinstvenim nelinearnim optičkim svojstvima, dijamantski laseri pokazuju izuzetno izvanredne prednosti u oblasti Raman i Brillouin lasera, pružajući nove mogućnosti za razvoj lasera velike snage.
Dijamantski kristali imaju izuzetno visoke Ramanove koeficijente pojačanja i najveće pomake Raman frekvencije među poznatim kristalima, pa se dijamantski Raman laseri smatraju "novim putem za probijanje granica snage i talasne dužine lasera". Da bi se postigao visoko efikasan rad dijamantskog lasera sa visokim kvalitetom zraka, optički kristali sintetičkog dijamanta moraju se koristiti kao medij za pojačanje. Da bi se postigla visoka efikasnost i visok kvalitet zraka, optički kristali sintetičkog dijamanta su potrebni kao medij za pojačanje, ali većina monokristalnih dijamantskih kristala koje su istraživači koristili u svojim prošlim studijama je uvezena. Kina je najveći svjetski proizvođač sintetičkih dijamanata, posebno industrijskih dijamanata s međunarodnom snagom cijena. Stoga je ključno pitanje koje treba probiti kako poboljšati kvalitetu i veličinu rasta domaćih monokristalnih kristala dijamanata i maksimizirati njihovu primjenu u laserskom polju.
Slika 1 Dijagram eksperimentalne postavke
Nedavno su istraživači koristili domaći proizvedeni CVD monokristalni dijamant velike veličine optičkog kvaliteta (4×4×7 mm3) kao medij za Ramanovo pojačanje i dobili Raman lasersku konverziju sa talasnom dužinom od 1,2 μm i jednim impulsom energije od 11,2 mJ korišćenjem impulsnog lasera od 1 μm kao izvora pumpe u oscilatoru sa dužinom šupljine od samo 15 mm. Širina izlaznog Raman laserskog impulsa bila je 7 ns, što odgovara maksimalnoj vršnoj snazi od 1,6 MW.
Slika 2 izlazne karakteristike Raman lasera (a) energetska kriva (b) talasni oblici i spektri
Ova studija je po prvi put objavila rezultate rada domaćeg dijamantskog Raman lasera pri pumpanju velike snage, a izlazna vršna snaga je po prvi put premašila megavatnu skalu, dostigavši najviši međunarodni standard. Ovaj rezultat ne samo da dokazuje značajno poboljšanje domaćih optičkih dijamantskih kristala u procesu, već i pruža nove ideje istraživačima da dalje probiju granicu snage lasera specijalnih talasnih dužina kroz tehnologiju dijamantskog lasera, kao i da prošire svoju primjenu.
