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贝斯特bst2222激光技术及应用课题组在《Applied Physics Letters》发表最新研究成果

时间:2023-08-19 点击数量:

近日,物电贝斯特bst2222激光技术及应用课题组在应用物理类TOP期刊《Applied Physics Letters》上发表题为“Power scaling of a self-mode-locked vertical-external-cavity surface-emitting laser”论文。研究生晏日为第一作者,物电贝斯特bst2222朱仁江教授和国家应用数学中心张鹏教授为共同通讯作者。

本研究着眼于解决垂直外腔面发射激光器(VECSEL)中的自锁模功率扩展难题。在传统方法中,利用增益芯片上的泵浦光斑作为软光阑,使激光器工作在谐振腔的稳区边缘,由于增益介质自身的克尔效应,脉冲激光能够更紧密地聚焦在增益芯片上,使得脉冲激光受到的腔损耗较连续激光更。佣舳K。但是该方法的缺点在于无法高效利用泵浦能量,在一定程度上限制了激光输出功率。

为克服上述问题,本研究提出了一种创新方法:将激光器的工作点略微偏离稳区边缘,使脉冲激光在增益芯片上产生较大的光斑,通过增益竞争来启动模锁。这一方法,在V型谐振腔中实现了稳定的自模锁,创造了平均输出功率8.1W的新纪录,且这一记录仅受到所使用的泵浦功率的限制,锁模脉冲重复频率为0.71GHz,脉冲宽度为1.92ps,相应的激光脉冲峰值功率为5.6kW。本研究在锁模激光技术领域取得了重要突破,为超短脉冲激光的应用带来新的可能性。

据悉,本研究得到了“在渝本科高校与中科院所属院所合作项目”、“国家自然科学基金项目”、以及“重庆市教委科技计划项目”的支持。

(a1)和(a2)计算了连续波和脉冲激光器在腔中模式尺寸的演化;(b1)和(b2)泵浦光斑、连续光斑和增益芯片上的脉冲激光;(c1)及(c2)SMLVECSEL谐振腔稳定区的工作点;下标1和2对应于实验中采用的两种方法。



论文链接:https://doi.org/10.1063/5.0154291


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