(節(jié)選)
以激光、非線性光學(xué)晶體材料為基礎(chǔ)的全固態(tài)激光器(DPL)是近年光電子技術(shù)發(fā)展的一個重大方向。中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在《2008科學(xué)發(fā)展報告》中撰寫了題為“非線性光學(xué)晶體與器件研究獲重大進展”的文章。
文章首先介紹了DPL作為一種嶄新的相干光源,它具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長、效率高、運轉(zhuǎn)可靠等一系列優(yōu)點,并適用于工業(yè)、醫(yī)療、軍事、科研多種領(lǐng)域,接著介紹了中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在非線性光學(xué)晶體研究方面取得的一系列突破性進展:
1.高質(zhì)量LBO晶體生長。LBO晶體是應(yīng)用在可見和紫外光區(qū)的非線性光學(xué)晶體。福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在之前基礎(chǔ)上加強了高質(zhì)量LBO晶體的研發(fā),于2002年取得有晶面LBO晶體生長的突破。該所利用自身結(jié)構(gòu)化學(xué)與分析測試的優(yōu)勢,在較短的時間內(nèi)就研究并確定了影響晶體吸收的主要因素,采用新體系的助熔劑及專利工藝技術(shù)控制雜質(zhì),生長成功低吸收大尺寸低吸收的LBO晶體(圖1),將晶體吸收系數(shù)降低了兩個量級,從2000ppm/cm降低到20ppm/cm。該晶體已成功地應(yīng)用在200W連續(xù)綠激光系統(tǒng)中,百小時連續(xù)運轉(zhuǎn)激光功率無明顯變化。這是大功率綠激光的一個突破性進展。
2. 抗灰跡KTP(磷酸鈦氧鉀)晶體生長。KTP是美國杜邦公司在上世紀70年代發(fā)明并首先采用高壓水熱法生長成功的非線性光學(xué)晶體。福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所從KTP晶體灰跡本質(zhì)和產(chǎn)生機制的研究入手,并運用“點衍射原理”定量地分析各種條件下晶體的吸收特性,確定在“灰跡”產(chǎn)生過程中起關(guān)鍵作用的雜質(zhì)和空穴等點缺陷的本質(zhì),在晶體生長工藝與性能測試及固體化學(xué)研究實時互動的基礎(chǔ)上,制備出抗“灰跡”的KTP晶體。
3. 全固態(tài)藍綠光器件組合模塊。藍綠光晶體組合模塊是針對激光器光學(xué)、晶體元件調(diào)整耗時、困難的問題,采用緊湊型諧振腔設(shè)計,將所有的光學(xué)器件,包括激光、倍頻晶體、諧振腔鏡(可以在晶體表面鍍制)相互緊密接觸并直接耦合。福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所采用獨特的深化光膠和側(cè)膠固定等技術(shù),解決了晶體模塊原有光轉(zhuǎn)化效率低、光束質(zhì)量和工作穩(wěn)定性差等一系列問題,完善了100mW級綠光晶體組合模塊制備技術(shù),并在國際上率先開發(fā)出緊湊型系列藍光晶體組合模塊,填補了國際空白。(摘自中國科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報告”課題組撰寫的《2008科學(xué)發(fā)展報告》)
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