金剛石憑借其超高熱導率、寬譜透光性以及*的物理化學穩定性，成為極端環境下光電器件的理想選擇。同時，金剛石還具備出色的拉曼特性，如具有已知晶體中*大的拉曼頻移（1332cm-1）和極高的拉曼增益系數（~10cm/GW），使其成為擴展激光波長、提升激光輸出功率的理想增益介質。然而，大尺寸、高品質金剛石晶體的制備技術長期被國外壟斷，嚴重制約了我國高性能激光光源的發展。
近日，鄭州大學金剛石材料與器件團隊在金剛石激光晶體制備及拉曼激光技術方面取得重要進展。相關研究成果以Q-switchedsub-nanosecondhigh-peak-powereye-safeintracavitycascadeddiamondRamanlaser為題，發表在Optics&LaserTechnology期刊上。
研究團隊攻克了大尺寸、低應力金剛石單晶制備以及低粗糙度、高平行度金剛石晶體加工等關鍵技術，研瞥齬庋閱苡乓斕慕鷥帳す餼濉；謐災髦票傅慕鷥帳す餼澹哦映曬⒊鼉哂�<1ns脈沖寬度、MW級峰值功率和kHz高重頻的人眼安全波段金剛石拉曼激光器。這一成果標志著團隊在高質量金剛石激光晶體材料及拉曼激光技術方面取得了重要進展。
圖1團隊自主生長的大尺寸金剛石拉曼晶體
團隊通過構建V型折疊腔和短拉曼腔結構，利用拉曼誘導腔倒空效應，實現了激光能量的快速釋放，*終獲得脈沖寬度僅為0.6ns、峰值功率高達913.3kW的1.45μm人眼安全波段金剛石拉曼激光器，刷新了國際上同類型器件性能紀錄。此外，該激光器還展現出高的重復頻率（1-10kHz）與良好的光束質量（M2<1.5），可滿足衛星測距等遠距離、高精度探測場景的應用需求。
圖2金剛石拉曼激光器實驗裝置（左）及輸出特性（右）
大尺寸高質量金剛石激光晶體的國產化將大幅降低拉曼激光器件的制造成本，為相關產業的發展注入強勁動力。未來，團隊將繼續優化金剛石晶體生長工藝，提升拉曼激光器件輸出性能，推動我國拉曼晶體生長和激光技術的不斷進步。
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