未來(lái)拉曼激光器的發(fā)展方向是什么?

 

追求低閾值高增益：傳統(tǒng)拉曼激射技術(shù)依賴(lài)高能量泵浦光源，易損傷材料且設(shè)備繁雜。南京郵電大學(xué)黃維院士團(tuán)隊(duì)提出“光譜調(diào)諧增益誘導(dǎo)拉曼激射”理論，制備的器件閾值達(dá)20-50μJ/cm²，比主流產(chǎn)品降低4個(gè)數(shù)量級(jí)，信噪比超30分貝。未來(lái)會(huì)有更多研究聚焦該方向，以促進(jìn)其在便攜式爆炸物檢測(cè)、無(wú)創(chuàng)健康監(jiān)測(cè)等對(duì)功耗及體積敏感的領(lǐng)域應(yīng)用。

 

線寬壓縮與頻率穩(wěn)定化：超窄線寬的拉曼激光對(duì)量子計(jì)算、引力波探測(cè)等前沿領(lǐng)域意義重大。麥考瑞大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用金剛石受激拉曼散射效應(yīng)，使激光線寬壓至1kHz以下，壓縮超1.6萬(wàn)倍，潛力高于布里淵激光壓縮法。后續(xù)研究將優(yōu)化腔體設(shè)計(jì)與主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)，處理低頻噪聲等問(wèn)題，有望達(dá)成千萬(wàn)倍的壓縮效果。

 

開(kāi)發(fā)高功率單頻技術(shù)：?jiǎn)晤l連續(xù)波金剛石拉曼激光器是研究熱點(diǎn)，金剛石的高拉曼頻移量、高增益系數(shù)等特性，利于構(gòu)建高功率、窄線寬激光器。未來(lái)其發(fā)展會(huì)側(cè)重于借晶體生長(zhǎng)技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化諧振腔，開(kāi)發(fā)新泵浦源，克服高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效應(yīng)，助力激光雷達(dá)、同位素分離等應(yīng)用。

 

探索新型拉曼增益材料：有機(jī)半導(dǎo)體憑借分子結(jié)構(gòu)與光電特性，可實(shí)現(xiàn)多階拉曼激射，且無(wú)需復(fù)雜微腔，為柔性拉曼激光器發(fā)展奠定基礎(chǔ)，有望用于柔性光通信及可穿戴設(shè)備。未來(lái)將挖掘更多有機(jī)半導(dǎo)體或復(fù)合功能材料，實(shí)現(xiàn)拉曼激光器的柔性化、微型化，并提升其性能。

 

促進(jìn)多波長(zhǎng)及寬帶輸出優(yōu)化：寬帶及多波長(zhǎng)輸出可滿足光通信、材料加工等場(chǎng)景的多樣化需求。廈門(mén)大學(xué)通過(guò)傾斜YVO?晶體，于Yb:YAG/YVO?拉曼激光器中獲取了帶寬12.8nm的自脈沖激光。后續(xù)人們會(huì)繼續(xù)優(yōu)化級(jí)聯(lián)拉曼轉(zhuǎn)換及腔模匹配技術(shù)，提高光束質(zhì)量與轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的寬帶或多波長(zhǎng)同軸輸出。