近期，中國科學院合肥物質科學研究院醫(yī)學物理與技術中心醫(yī)用激光技術研究室研究員江海河課題組在2.79μm調Q激光器方面取得新進展，相關研究成果以《半導體泵浦100 Hz聲光調Q 2.79 μm Er:YSGG激光器》（100–300 Hz repetition-rate acousto-optic Q-switched 2.79 μm Er:YSGG laser side-pumped by laser-diode）為題發(fā)表在國際學術期刊Infrared Physics & Technology上。

3μm波段位于水的吸收峰與紅外光譜指紋區(qū)內，它在生物醫(yī)學、大氣遙感、光電對抗等領域有著廣闊的應用前景。高峰值功率3μm調Q激光器還可以作為光參量振蕩器(OPO)的泵浦源，高效率地產生可調諧中紅外參量激光，將相干光源拓展到中紅外波段。高重復頻率、高峰值功率中紅外激光不僅可以提高生物消融速率，而且還可以增強遠程大氣環(huán)境探測靈敏度和距離。因此，發(fā)展高重復頻率、高峰值功率調Q激光技術已成為該領域重要發(fā)展方向。然而，由于3 μm激光晶體的增益系數與熱導率較低，在高功率泵浦條件下會出現嚴重的熱透鏡與熱退偏效應，同時由于缺乏高透過率、高損傷閾值的聲光調Q開關，從而難以獲得高重復頻率、高峰值功率的調Q激光輸出。

針對以上所存在的問題，醫(yī)用激光技術研究室研究人員使用在3μm波段具有相對低的泵浦閾值、較高斜率效率的Er:YSGG激光晶體，采用966 nm半導體激光器(LD)作為泵浦源，使得泵浦光發(fā)射帶與激光晶體鉺離子吸收帶具有很好的光譜匹配，提高了泵浦效率，降低激光晶體熱效應。通過諧振腔優(yōu)化設計補償熱透鏡效應，使用2.79 μm高損傷閾值的非偏振TeO2聲光調Q開關，避免了電光調Q熱退偏效應帶來的損耗。在重復頻率100-300Hz條件下，獲得2.79μm高重頻調Q激光輸出，其中最大激光脈沖能量達到1mJ，最高峰值功率達13.2 kW@76 ns。

該技術拓展了3μm激光光源，為科研與應用提供了新工具，已在激光牙組織消融上進行了實驗，取得了較好的效果。該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金等的資助。

不同重復頻率下輸出脈沖能量變化曲線

激光輸出光斑圖

激光輸出脈沖寬度