新型激光器能量转换效率突破80%
科技日报北京11月10日电（记者刘霞）德国斯图加特大学与斯图加特仪器有限公司科研团队研制出一款紧凑型短脉冲激光器，其能量转换效率高达80%，远超当前同类产品。这一突破为开发便携、经济的激光设备开辟了新途径，有望广泛应用于医学、分析技术与量子科学等领域。相关研究成果发表于最新一期《自然》杂志。
短脉冲激光器能发射纳秒至飞秒级别的极短脉冲。由于脉冲时间极短，大量能量可在瞬间汇聚于微小区域，极高的精确度使其广泛地应用在制造、医疗与科研领域。
然而，传统高效短脉冲激光系统往往体积庞大、成本高昂。如何在紧凑结构中实现高效短脉冲输出，一直是科研界面临的难题。
研究团队解释道，要产生短脉冲，必须同时实现光束放大与宽波长覆盖。但以往技术难以在小型光学系统中兼顾这两点：宽波长需要极短薄的晶体，而放大光束则需更长的晶体。
为此，团队提出采用多通道策略巧妙化解了这一矛盾。新系统不再依赖单一长晶体或多晶体堆叠，而是让光束在光参量放大器内反复穿过一个短晶体。每次穿行后，分离的脉冲会被精确重调，以保持同步。
最终，团队研制出仅数平方厘米大小、可置于掌心的激光系统。该系统仅使用五个组件，就能产生短于50飞秒的脉冲。测试结果显示，其能量转换效率高达80%。相比之下，现有技术能量转换效率仅为35%左右，能量损耗大、成本高昂。
团队强调，这一多通道系统证明，高效率并不需要牺牲带宽。它有望替代以往庞大昂贵、功耗高的超短脉冲放大系统。此外，该设计还可通过调节晶体与脉冲参数，适应红外以外不同波长，具备高度灵活性。
基于这一创新理念，团队计划进一步开发更轻便、紧凑、可调谐且波长可精确设定的激光设备，未来或可广泛应用于医学诊疗、气体传感、环境监测等多个领域。
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