Недавно је тим професора Зхивеи Лв и Зхенку Баи у Истраживачком центру за напредну ласерску технологију Технолошког универзитета Хебеи (ХБУТ), у сарадњи са Нингбо Јингдрилл Сциенце анд Тецхнологи Цо. Лтд, постигао наносекундни Раман ласерски излаз са врхунцем снаге веће од 1,5 МВ користећи ЦВД монокристалне дијаманте велике величине, оптичког квалитета, домаће производње. Овај рад је први извештај о излазу наносекундног импулсног Раман ласера са енергијом једног импулса већом од 10 мЈ, који достиже највиши међународни стандард у погледу енергије и вршне снаге. Сродни резултати истраживања објављени су у децембру 2023. као билтен у часопису Цхина Ласер под насловом „Раман ласерски излаз са вршном снагом од МВ постигнут у домаћем дијаманту“.
Као важан „угљенични материјал“, дијамант није само најтврђа природна супстанца, већ поседује и изузетно високу топлотну проводљивост, широк спектар спектралног преноса и високу физичку и хемијску стабилност, и познат је као „најтврђи и најоштрији индустријски зуб " и "крајњи полупроводнички материјал". Познат је као "најтврђи и најоштрији индустријски зуб" и "крајњи полупроводнички материјал", а широко се користи у областима оптичких прозора, дијамантских наковња, термичког управљања, полирања и брушења и детекције јонизујућег зрачења. Поред тога, у комбинацији са својим јединственим нелинеарним оптичким својствима, дијамантски ласери показују изузетно изванредне предности у области Раман и Бриллоуин ласера, пружајући нове могућности за развој ласера велике снаге.
Дијамантски кристали имају изузетно високе Раманове коефицијенте појачања и највеће померање Раман фреквенције међу познатим кристалима, тако да се дијамантски Раман ласери сматрају „новим путем за пробијање кроз границе снаге и таласне дужине ласера“. Да би се постигао високо ефикасан рад дијамантског ласера са високим квалитетом зрака, оптички кристали синтетичког дијаманта морају да се користе као медиј за појачање. Да би се постигла висока ефикасност и висок квалитет зрака, синтетички дијамантски кристали оптичког квалитета су потребни као медиј за појачање, али већина монокристалних дијамантских кристала које су истраживачи користили у својим прошлим студијама је увезена. Кина је највећи светски произвођач синтетичких дијаманата, посебно дијаманата индустријског квалитета са међународном снагом цена. Стога, како побољшати квалитет и величину раста домаћих монокристалних дијамантских кристала и максимизирати њихову примену на ласерском пољу, кључно је питање које треба пробити.
Слика 1 Дијаграм експерименталне поставке
Недавно су истраживачи користили домаће произведени ЦВД монокристални дијамант оптичког квалитета (4×4×7 мм3) као медијум Рамановог појачања и добили Раман ласерску конверзију са таласном дужином од 1,2 μм и једним импулсом. енергије од 11,2 мЈ коришћењем импулсног ласера од 1 μм као извора пумпе у осцилатору са дужином шупљине од само 15 мм. Ширина излазног Раман ласерског импулса била је 7 нс, што одговара максималној вршној снази од 1,6 МВ.
Слика 2 излазне карактеристике Раман ласера (а) енергетска крива (б) таласни облици и спектри
Ова студија је по први пут објавила резултате рада домаћег дијамантског Раман ласера под пумпом велике снаге, а излазна вршна снага је по први пут премашила мегаватну скалу, достигавши највиши међународни стандард. Овај резултат не само да доказује значајно побољшање домаћих кристала дијаманата оптичког квалитета у процесу, већ и пружа нове идеје за истраживаче да даље пробију границу снаге специјалних ласера таласне дужине кроз технологију дијамантског ласера, као и да прошире своју примену.
