以雷射器為核心的雷射技術,在科學研究、工業製造、國防建設、生物醫療、信息產業、資源環境以及文化娛樂等領域內獲得了廣泛的重要應用。在眾多雷射器中,固體雷射器由於具有體積小、重量輕、穩定性和可靠性等優點一直處於雷射科學技術的前沿。以半導體雷射二極體(LD)激勵的全固態雷射器,兼備了半導體雷射器和固體雷射器的優點,具有轉換效率高、性能可靠、壽命長、輸出光束質量好等優點,實現了固體雷射器的小型化和集成化,成為固體雷射器的研發主流。全固態雷射器使雷射技術的應用領域不斷拓展,對國民經濟及社會的發展起到越來越重要的作用,促進了我國先進位造業及相關產業、科學技術、醫療技術和國防科技的進步與發展。
鑑於我國全固態雷射器已具有一定的研發基礎,但在高端固態雷射器及其關鍵技術應用方面落戶於發達國家的實際情況,現已發展我國自主智慧財產權的高端全固態雷射器為目標,從國家需求出發,提出重點發展的4類全固態雷射器技術的建議。
1、全固態連續單頻雷射器
全固態單頻雷射器使通過採用特殊技術手段使全固態雷射器實現連續單頻運轉。該類雷射器具有可長期穩定運轉、光束質量接近衍射極限、輸出線寬窄、頻率可調、相干長度長、噪聲低等特點。建議大力發展能滿足各種需求的、可作為各種高端儀器使用的高性能的全固態激連續單頻雷射器,改變國內用戶對此類器件完全依靠進口的局面,為提高原始創新性研究工作提供具有自主智慧財產權的高性能全固態連續單頻雷射器。
2、紅、綠、藍雷射器
高功率、高效率、高光束質量的紅、綠、藍雷射器,在醫療、科研、通訊、、文化娛樂等領域中均有重要的應用。建議充分挖掘市場潛力,以重大應用為牽引,開展雷射頻率變換技術中的優質非線性晶體、固體雷射系統的關鍵元器件、產品化過程中的系統穩定性和可靠性等方面的研發和生產工藝的研究。
3、高平均功率短脈衝全固態雷射器
高平均功率短脈衝全固態雷射器技術室指平均功率為幾十瓦至幾百瓦量級、脈衝寬度為亞納秒至飛秒的全固態雷射技術,具有高峰值功率、高能量、高光束質量的特點,對國民經濟、國防等方面均產生巨大的影響。建議加強關鍵技術研究工作,提高中高功率短脈衝雷射產品的整體性能。
4、全固態雷射器泵浦源與材料
泵浦源和材料是固態雷射器的重要基礎,在很大程度上決定了雷射器的性能,其水平的高低也反應我國基礎工業的材料水平。建議加強高功率半導體雷射器電光轉換效率研究,支持雷射陶瓷和光纖雷射材料的研究,支持用於雷射製造的高光束質量半導體雷射器的研究。解決困擾我國高端產品用雷射配件問題,如高電阻率的晶體,準位相匹配非線性材料的批量製備等關鍵問題。
為加快發展我國全固態雷射器技術,推進雷射技術應用的步伐,在不太長的時間內趕上或接近發達國家的水平,提出以下幾項政策性建議:
1、建議國家科技部全面制定和完善全固態雷射技術總體發展計劃;
2、理順全固態雷射發展的組織協調關係,建議國家科技部成立相關的工作協調小組;
3、加大投資力度,突破關鍵技術,掌握核心工藝;
4、制定和國際標準接軌的全固態雷射產業的標準,健全相關政策、法規和稅制。
相關內容連結: 高功率全固態綠光雷射技術研究進展