科學導報訊 記者楊洋 8月14日，記者從山西大學光電研究所獲悉，由光電研究所盧華東教授團隊獨立完成的“利用非線性光學效應提升全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器整體性能的關鍵技術”成果獲得了2020年度山西省技術發(fā)明一等獎。

據(jù)了解，全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器，具有高光束質量、低噪聲、窄線寬及高相干性等優(yōu)點，在原子物理、精密測量、激光雷達和激光制導等基礎研究及國防和軍事領域中有廣泛重要應用。然而，傳統(tǒng)單頻激光器因其單頻特性非常脆弱，極易受外界環(huán)境的干擾而出現(xiàn)多模或跳?，F(xiàn)象;同時，固體激光器中嚴重的熱效應直接限制激光器輸出功率的提升，而且隨著泵浦功率的提高，激光器增益加大、模式競爭加劇，嚴重破壞了激光器的單頻特性、功率和頻率穩(wěn)定性以及強度噪聲特性。因此，急需探索新的理論設計、技術和方法大幅度提升單頻激光器的整體性能。長期以來，國外產(chǎn)品一直壟斷著中國市場，對中國進行嚴格的技術封鎖，尤其是對中國的國防領域實行嚴格禁運，嚴重阻礙了中國科學技術的快速發(fā)展。

由盧華東教授負責的老中青相結合的“全固態(tài)激光器”研究團隊根據(jù)國家需求和科技前沿的發(fā)展，經(jīng)過長期努力攻關，首次提出了激光器實現(xiàn)穩(wěn)定單頻運轉的物理條件，實現(xiàn)了全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器的長期穩(wěn)定單頻運轉。在此基礎上，通過有效補償熱效應，一舉將單諧振腔單頻1064nm激光的輸出功率從33.7W提高到101W;將全固態(tài)單頻連續(xù)波綠光激光器的輸出功率從18W提升到30.2W，二者均是目前國際上同類激光器的最高指標。通過反饋控制非線性光學效應激光器2小時的功率波動由±0.59%降低到反饋后的±0.26%，1分鐘內(nèi)頻率漂移也從21.82MHz減小到9.84MHz，分析頻率1MHz以上的強度噪聲均降低到量子噪聲極限。結合腔內(nèi)鎖定標準具和非線性光學效應的共同作用，激光器頻率連續(xù)調諧范圍擴展到222.4GHz，同樣是目前國際上的最高指標。在此基礎上開發(fā)了一系列具有完全自主知識產(chǎn)權的高功率低噪聲全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器，建立起激光器轉化基地并形成批量生產(chǎn)能力。提升了中國在精密光學儀器領域中的研制和開發(fā)水平，為中國在關鍵儀器實現(xiàn)國產(chǎn)化，打破國外禁運方面提供了強有力的支撐。