Наскоро екипът от професори Zhiwei Lv и Zhenxu Bai от Изследователския център за напреднали лазерни технологии на Технологичния университет в Хъбей (HBUT), в сътрудничество с Ningbo Jingdrill Science and Technology Co. Ltd, постигна наносекунда Раманов лазерен изход с пик мощност по-голяма от 1,5 MW, използвайки монокристални CVD диаманти с голям размер, произведени в страната. Тази работа е първият доклад за изход на наносекунден импулсен раманов лазер с енергия на единичен импулс, по-голяма от 10 mJ, който достига най-високия международен стандарт по отношение на енергия и пикова мощност. Резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани през декември 2023 г. като бюлетин в China Laser под заглавието „Раманов лазерен изход с пикова мощност от MW, постигната в домашен диамант“.
Като важен „въглероден материал“, диамантът е не само най-твърдото естествено срещащо се вещество, но също така притежава изключително висока топлопроводимост, широк спектрален диапазон на предаване и висока физическа и химическа стабилност и е известен като „най-твърдият и най-острият промишлен зъб " и "най-добрият полупроводников материал". Известен е като „най-твърдият и остър промишлен зъб“ и „най-добрият полупроводников материал“ и е широко използван в областта на оптичните прозорци, диамантените наковални, термичното управление, полирането и шлайфането и откриването на йонизиращо лъчение. В допълнение, комбинирани с уникалните си нелинейни оптични свойства, диамантените лазери показват изключително изключителни предимства в областта на лазерите на Раман и Брилуен, предоставяйки нови възможности за разработването на лазери с висока мощност.
Диамантените кристали имат изключително високи коефициенти на усилване на Raman и най-големите измествания на честотата на Raman сред известните кристали, така че диамантените Raman лазери се считат за "нов път за пробиване на ограниченията на мощността и дължината на вълната на лазерите". За да се получи високоефективна диамантена лазерна работа с високо качество на лъча, трябва да се използват синтетични диамантени кристали от оптичен клас като усилваща среда. За да се постигне висока ефективност и високо качество на лъча, са необходими синтетични диамантени кристали от оптичен клас като усилваща среда, но повечето от монокристалните диамантени кристали, използвани от изследователите в предишните им проучвания, са внесени. Китай е най-големият производител в света на синтетични диаманти, особено на промишлени диаманти с международна ценова сила. Следователно, как да се подобри качеството и размерът на растежа на произведените в страната монокристални диамантени кристали и да се увеличи максимално тяхното приложение в лазерното поле е ключов въпрос, който трябва да бъде преодолян.
Фиг. 1 Диаграма на експерименталната постановка
Наскоро изследователите използваха произведения в страната голям оптичен клас CVD монокристален диамант (4×4×7 mm3) като среда за усилване на Raman и получиха преобразуване на Raman лазер с дължина на вълната 1,2 μm и единичен импулс енергия от 11,2 mJ чрез използване на 1 μm импулсен лазер като източник на помпа в осцилатор с дължина на кухината само 15 mm. Ширината на импулса на изходния раманов лазер беше 7 ns, съответстваща на максимална пикова мощност от 1,6 MW.
Фигура 2 Изходни характеристики на рамановия лазер (a) енергийна крива (b) вълнови форми и спектри
Това проучване докладва за първи път резултатите от работата на домашен диамантен раманов лазер при изпомпване с висока мощност, а изходната пикова мощност надхвърли мегаватовата скала за първи път, достигайки най-високия международен стандарт. Този резултат не само доказва значителното подобрение на домашните диамантени кристали от оптичен клас в процеса, но също така предоставя нови идеи за изследователите за по-нататъшно пробиване на границата на мощността на специалните лазери с дължина на вълната чрез диамантена лазерна технология, както и за разширяване на нейните приложения.
