手持式激光光譜分析儀器、激光醫療、激光測距等諸多應用場景需要高峰值功率微型納秒激光器等光源。然而由于散熱、功耗、體積等限制,微型激光器通常輸出能量較低,也難以適應長時間工作需求。此外,激光光譜研究、激光醫學、熒光成像等應用需要波長可調諧激光光源,而國內外缺乏數百納米范圍寬調諧的窄線寬固體激光器。項目團隊結合激光光譜、激光燒蝕等應用研究需求,自主研發了高峰值功率微型納秒激光器、緊湊型寬調諧參量激光光源等多種激光光源。
本項目主要針對激光誘導擊穿光譜、激光點火、激光測距、激光熒光光譜以及無人機光電對抗等應用,研發了高峰值功率微型納秒激光器;對高靈敏激光光譜、高分辨激光光譜測量、激光生物醫學、光電對抗等對波長可調諧的激光光源需求,研制了緊湊型的納秒參量激光光源。所研制激光光源已提供給多個高校、企業等應用,為激光光譜儀器等設備提供了國產化的核心儀器,相關研究成果獲得了陜西省第七屆研究生創新成果展高質量成果A檔成果等獎勵。
微型激光光譜、激光質譜檢測、激光測距需要峰值功率高、體積小、功耗低的激光光源的需求,攻克了固體激光器泵浦結構微型化、散熱以及激光腔穩定性等問題,研制了峰值功率超過5MW的微型納秒激光器,可選擇輸出1064 nm/532nm/355nm等波長,脈沖寬度小于2 ns,最大單脈沖能量10 mJ,重復頻率1——10 Hz,能量穩定性(RSD)好于0.5%,激光頭尺寸φ20mm×50mm,可電池驅動連續工作8小時以上,是手持式激光誘導擊穿光譜、脈沖激光測距、激光剝蝕、激光點火等的理想光源。
高峰值功率微型納秒激光器
針對激光誘導熒光光譜、激光共振激發、痕量元素高靈敏探測以及激光醫學應用等,研發了一款緊湊型光參量振蕩器,輸出激光波段可覆蓋可見光、近紅外、中紅外等。可見光波段典型調諧范圍為410——709nm,最大轉換效率超過35%,脈沖寬度小于10ns。針對光分辨光譜測量需求,設計了參量振蕩腔內選頻結構,解決了常規參量激光輸出線寬過寬問題,無需種子激光注入,即可實現超過數百納米寬調諧范圍內窄線寬激光輸出,激光線寬小于5GHz。
緊湊型寬調諧參量激光器
工程樣機
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