山大光电所喜获山西省技术发明一等奖

科学导报讯 记者杨洋 8月14日，记者从山西大学光电研究所获悉，由光电研究所卢华东教授团队独立完成的“利用非线性光学效应提升全固态单频连续波激光器整体性能的关键技术”成果获得了2020年度山西省技术发明一等奖。

据了解，全固态单频连续波激光器，具有高光束质量、低噪声、窄线宽及高相干性等优点，在原子物理、精密测量、激光雷达和激光制导等基础研究及国防和军事领域中有广泛重要应用。然而，传统单频激光器因其单频特性非常脆弱，极易受外界环境的干扰而出现多模或跳模现象;同时，固体激光器中严重的热效应直接限制激光器输出功率的提升，而且随着泵浦功率的提高，激光器增益加大、模式竞争加剧，严重破坏了激光器的单频特性、功率和频率稳定性以及强度噪声特性。因此，急需探索新的理论设计、技术和方法大幅度提升单频激光器的整体性能。长期以来，国外产品一直垄断着中国市场，对中国进行严格的技术封锁，尤其是对中国的国防领域实行严格禁运，严重阻碍了中国科学技术的快速发展。

由卢华东教授负责的老中青相结合的“全固态激光器”研究团队根据国家需求和科技前沿的发展，经过长期努力攻关，首次提出了激光器实现稳定单频运转的物理条件，实现了全固态单频连续波激光器的长期稳定单频运转。在此基础上，通过有效补偿热效应，一举将单谐振腔单频1064nm激光的输出功率从33.7W提高到101W;将全固态单频连续波绿光激光器的输出功率从18W提升到30.2W，二者均是目前国际上同类激光器的最高指标。通过反馈控制非线性光学效应激光器2小时的功率波动由±0.59%降低到反馈后的±0.26%，1分钟内频率漂移也从21.82MHz减小到9.84MHz，分析频率1MHz以上的强度噪声均降低到量子噪声极限。结合腔内锁定标准具和非线性光学效应的共同作用，激光器频率连续调谐范围扩展到222.4GHz，同样是目前国际上的最高指标。在此基礎上开发了一系列具有完全自主知识产权的高功率低噪声全固态单频连续波激光器，建立起激光器转化基地并形成批量生产能力。提升了中国在精密光学仪器领域中的研制和开发水平，为中国在关键仪器实现国产化，打破国外禁运方面提供了强有力的支撑。