手持式激光光谱分析仪器、激光医疗、激光测距等诸多应用场景需要高峰值功率微型纳秒激光器等光源。然而由于散热、功耗、体积等限制,微型激光器通常输出能量较低,也难以适应长时间工作需求。此外,激光光谱研究、激光医学、荧光成像等应用需要波长可调谐激光光源,而国内外缺乏数百纳米范围宽调谐的窄线宽固体激光器。项目团队结合激光光谱、激光烧蚀等应用研究需求,自主研发了高峰值功率微型纳秒激光器、紧凑型宽调谐参量激光光源等多种激光光源。
本项目主要针对激光诱导击穿光谱、激光点火、激光测距、激光荧光光谱以及无人机光电对抗等应用,研发了高峰值功率微型纳秒激光器;对高灵敏激光光谱、高分辨激光光谱测量、激光生物医学、光电对抗等对波长可调谐的激光光源需求,研制了紧凑型的纳秒参量激光光源。所研制激光光源已提供给多个高校、企业等应用,为激光光谱仪器等设备提供了国产化的核心仪器,相关研究成果获得了陕西省第七届研究生创新成果展高质量成果A档成果等奖励。
微型激光光谱、激光质谱检测、激光测距需要峰值功率高、体积小、功耗低的激光光源的需求,攻克了固体激光器泵浦结构微型化、散热以及激光腔稳定性等问题,研制了峰值功率超过5MW的微型纳秒激光器,可选择输出1064 nm/532nm/355nm等波长,脉冲宽度小于2 ns,最大单脉冲能量10 mJ,重复频率1——10 Hz,能量稳定性(RSD)好于0.5%,激光头尺寸φ20mm×50mm,可电池驱动连续工作8小时以上,是手持式激光诱导击穿光谱、脉冲激光测距、激光剥蚀、激光点火等的理想光源。
高峰值功率微型纳秒激光器
针对激光诱导荧光光谱、激光共振激发、痕量元素高灵敏探测以及激光医学应用等,研发了一款紧凑型光参量振荡器,输出激光波段可覆盖可见光、近红外、中红外等。可见光波段典型调谐范围为410——709nm,最大转换效率超过35%,脉冲宽度小于10ns。针对光分辨光谱测量需求,设计了参量振荡腔内选频结构,解决了常规参量激光输出线宽过宽问题,无需种子激光注入,即可实现超过数百纳米宽调谐范围内窄线宽激光输出,激光线宽小于5GHz。
紧凑型宽调谐参量激光器
工程样机
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