科创中国

电子信息技术

高功率超短脉冲激光在精密激光微纳制造等工业和科研领域已 经崭露头角。本项目基于全固态飞秒激光技术开发可用于特种材料精 细加工以及多光子实时显微成像的高平均功率、窄脉冲宽度以及高重 复频率的全固态飞秒激光器。我们在激光二极管（LD）泵浦的掺镱全 固态飞秒激光器方面开展了深入的研究，研制成功了多款高功率、窄脉宽全固态飞秒激光振荡器（如图 1）和放大器（如图 2），激光指 标国际先进、国内领先。对标国际知名激光品牌立陶宛 Light Conversion 公司系列产品，拟基于已有的高功率窄脉冲克尔透镜锁 模全固态飞秒激光器开展全固态飞秒激光器的产业化研究。通过优化 全固态飞秒激光器单元器件技术、激光系统整机工程工艺设计、质量 控制和集成化研究，研制成功结构小、效率高、稳定可靠的高功率全 固态飞秒激光器。

高功率泵浦下热管理技术 一方面高平均功率的飞秒激光输出需要高功率连续激光泵浦，另 一方面掺镱全固态飞秒激光器的光光效率一般为 10%-30%，因此晶体 吸收的很大一部分泵浦光会转化为热量。为了缓解热积累对飞秒锁模 激光光束质量、功率稳定性的影响，需要对晶体进行有效热管理。我 们已经掌握该核心技术，图 3 所示为我们利用已申请专利的热管理 方案，在 100 W 泵浦功率下可实现>20 W 平均功率输出，且光束 质量优于 ***，功率抖动小于 ***%高功率克尔透镜锁模技术 LD 泵浦的全固态飞秒激光器产生窄脉冲输出的主要技术手段是克尔 透镜锁模技术。我们利用克尔透镜锁模技术从掺镱全固态飞秒激光器 中可获得最短 33 fs 的脉冲（Photonics Research 3(6), 335 (2015)）。 但传统的克尔透镜锁模激光器输出功率一般在~100 mW 量级，限制 了其在许多领域的应用。我们发展了一种新的双聚焦谐振腔结构，使 得高功率激光输出和克尔透镜锁模可以同时得到保证。利用 LD 直接 泵浦

朱江峰：西安电子科技大学教授，博士生导师。主要研究方向为 超快超强激光技术及其应用。主持国家自然科学基金、科技部国家重 大科学仪器设备开发专项、科技部国家重点研发计划子任务等科研项 目十多项。发表国内外学术论文 100 余篇，国内外学术会议邀请报告 20 余次，获中国发明专利 14 项，参与撰写学术专著两章。获北京市 科学技术奖一项。2015 年被评为西安电子科技大学师德标兵，2021 年被评为西安电子科技大学优秀党员。中国激光杂志社首届青年编委， 《Chinese Optics Letters》编委，《光学学报》激光光学栏目编辑， 陕西省光学学会常务理事，西安市激光红外学会理事，中国光学学会 高级会员。 团队成员： 教授：朱江峰、张大成 副教授：田文龙 、 侯佳佳（华山菁英人才、） 张雷（华山菁英人 才）、于洋（华山准聘副教授）、苏玉龙

点击查看