什麼是鑽石激光器？澳大利亞專家Rich Mildren為你解讀

科技 05-03

近年來，激光器應用開始多樣化，這種能力得益於激光器本身種類、波長的多樣性，按介質分，有固體激光器、氣體激光器(CO2為代表)、光纖激光器、半導體激光器等，還有按脈寬延伸的納秒、皮秒和飛秒激光器等。

光纖激光器是過去10年里發展最快、應用推廣最多的光源，在金屬加工中扮演了非常重要的角色，而超快激光器技術逐漸成熟和突破，也成為材料微加工的首選。激光加工最重要的是激光器，沒有激光束，也就沒有激光加工，因此激光製造的每一次推進，都是由於激光器技術的突破與進步帶動的。

以後還有沒有可能出現新型的激光器，這兩年國外出現的藍光激光器，目前技術還不夠成熟，但是據了解可以很好地應用在工業加工上，德國Laserline公司已經推出了1000瓦的產品。更多的新光源出現則有賴於激光科學家的繼續探索。

如今，又出現了一種叫鑽石激光器。什麼叫鑽石激光器？

近些年關於鑽石激光器的報道也偶爾見到：

2015年，MQ光學研究中心和弗勞恩霍夫研究所的科學家們研製出的一種鑽石透鏡。研究人員對於鑽石構造的激光器感興趣主要是因為它們能夠長距離傳輸能量，而且極少受到干擾。這項研究或許能夠在激光測距、太空通訊或者激光武器領域實現應用。這種鑽石激光器的波長為1240納米，比傳統的紅色激光器700納米到800納米的波長還要寬。波長越長就意味著它受到的大氣干擾越少，對人類的危險性就越低。這些波長不會對人類眼睛產生傷害。

2018年，瑞士一家名為LakeDiamond的公司利用自家開發的人工鑽石和激光發生器相結合，產生高質量的遠距離光束，從而能夠實現對無人機的遠距離無線充電。激光實際上是通過鑽石激發的，腔內含有鑽石的激光器可以產生非常強、幾乎完美的光束，發散度極低。

2016年，澳大利亞麥考瑞大學的研究人員已經發現了基於鑽石的製作出超純頻激光器的新方法。該方法避免了不穩定和擴大激光的頻率等問題。將有希望實現下一代遠程溫室氣體感測、原子鐘和原子捕集以及引力波天文學所需的激光。

本文介紹的正是麥考瑞大學的研究成果，物理與天文學系的奧利弗·盧克斯博士和瑞馳·米爾德倫（Rich Mildren）教授使用一個簡單的激光諧振腔的設計，通過使用鑽石，表現出了穩定的單頻操作。通常情況下，這種操作是高度敏感且不穩定的。特別是，把鑽石放置在駐波腔的中點這種配置，通常被認為是不穩定的「最壞的情況」，容易誘導多色行為發生。該研究成果為激光設計提供了更大的自由度，和潛在的更簡單、更強大的系統設計。

鑽石中的激光作用通過受激散射提供了新的激光能力的通道，包括功率、窄線寬和波長範圍。自大約10年前首次使用合成鑽石證明了拉曼激光以來，在使用鑽石激光器，拉曼激光的功率輸出時間從超快跨越到連續CW，有了快速的進步。本演講將介紹最新的發展，並突出未來的突出前景，包括相干單模光束生成和通過鑽石布里淵激光作用極具前景的新方法。

Rich Mildren（澳大利亞研究理事會未來會士2010-2014），是麥考瑞大學物理和天文學系的教授。他此前曾在MQ光子學研究中心進行研究，重點是IV族材料的非線性光學特性，特別是鑽石，因此第一個關於MQ光子學研究中心的鑽石激光器報道跟他密切相關。他目前擁有4項專利，並發表了85篇經同行評審的期刊文章。他於2017年因傑出科學和保衛澳大利亞的成績獲得澳大利亞博物館尤里卡獎，並於2018年當選為OSA會士。

Rich Mildren教授將親臨深圳，參加ALAT 2019國際(深圳)前瞻激光技術大會並作技術報告，親自解讀「鑽石激光器的新概念」。可以給國內的光子學科研人員、師生、企業技術人員帶來全面、全新的一種激光器的認識。

ALAT 2019國際(深圳)前瞻激光技術大會今年是第三年舉辦，作為ALAT亞洲激光論壇第一子論壇，旨在打造激光與光子學技術科研領域具有國際性一流水平的會議活動。目前已確定邀請到來自德國、荷蘭、日本、韓國、美國、烏克蘭、澳大利亞、中國等多個國家知名專家參會並作技術報告。

會議時間：5月9日

會議地點：深圳會展中心，5層菊花廳

會議主席：王浟，北方激光研究院(西南技術物理研究所)研究員

會議日程：