8月4日，山西省科技廳頒發(fā)了2020年度山西省科學技術獎勵證書，光電研究所盧華東教授團隊獨立完成的“利用非線性光學效應提升全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器整體性能的關鍵技術”成果獲得了2020年度山西省技術發(fā)明一等獎。

2020年度山西省技術發(fā)明一等獎獲獎團隊合影

全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器，具有高光束質量、低噪聲、窄線寬以及高相干性等優(yōu)點，在原子物理、精密測量、激光雷達和激光制導等基礎研究及國防和軍事領域中有廣泛重要應用。然而，傳統(tǒng)單頻激光器因其單頻特性非常脆弱，極易受外界環(huán)境的干擾而出現(xiàn)多?；蛱，F(xiàn)象；同時，固體激光器中嚴重的熱效應直接限制激光器輸出功率的提升，而且隨著泵浦功率的提高，激光器增益加大、模式競爭加劇，嚴重破壞了激光器的單頻特性、功率和頻率穩(wěn)定性以及強度噪聲特性。因此，急需探索新的理論設計、技術和方法大幅度提升單頻激光器的整體性能。長期以來，國外產品一直壟斷著我國市場，對我國進行嚴格的技術封鎖，尤其是對我國的國防領域實行嚴格禁運，嚴重阻礙了我國科學技術的快速發(fā)展。

在做實驗的盧華東教授

由盧華東教授負責的老中青相結合的“全固態(tài)激光器”研究團隊根據(jù)國家需求和科技前沿的發(fā)展，經過長期努力攻關，首次提出了激光器實現(xiàn)穩(wěn)定單頻運轉的物理條件，實現(xiàn)了全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器的長期穩(wěn)定單頻運轉。在此基礎上，通過有效補償熱效應，一舉將單諧振腔單頻1064nm激光的輸出功率從33.7W提高到101W；將全固態(tài)單頻連續(xù)波綠光激光器的輸出功率從18W提升到30.2W，二者均是目前國際上同類激光器的最高指標。通過反饋控制非線性光學效應激光器2小時的功率波動由±0.59%降低到反饋后的±0.26%，1分鐘內頻率漂移也從21.82MHz減小到9.84MHz，分析頻率1MHz以上的強度噪聲均降低到量子噪聲極限。結合腔內鎖定標準具和非線性光學效應的共同作用，激光器頻率連續(xù)調諧范圍擴展到222.4GHz，同樣是目前國際上的最高指標。在此基礎上開發(fā)了一系列具有完全自主知識產權的高功率低噪聲全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器，建立起激光器轉化基地并形成批量生產能力。提升了我國在精密光學儀器領域中的研制和開發(fā)水平，為我國在關鍵儀器實現(xiàn)國產化，打破國外禁運方面提供了強有力的支撐。

高功率低噪聲全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器

研制的高功率低噪聲全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器首先在量子光學與光量子器件國家重點實驗室(山西大學)得到廣泛應用，已經全部替代了國外產品，實現(xiàn)了國家重點實驗室中關鍵器件的國產化，有力推動了我國連續(xù)變量量子技術、原子物理等研究的快速發(fā)展。研制的激光器提供給中國航天科工集團第三研究院第三十五研究所、解放軍*****部隊、中國空間技術研究院錢學森空間技術實驗室、北京空間機電研究所等單位使用。使用者均認為項目組提供的激光器性能好、質量高，對打破國外禁運，提高關鍵器件國產化保障能力起到了重要的推動作用。研制的高功率低噪聲全固態(tài)單頻連續(xù)波激光器提供給香港科技大學、北京理工大學、中國科技大學等高校和科研單位使用。作為優(yōu)質光源已經廣泛應用于冷原子俘獲、單光子源產生、全息顯示、中紅外寬調諧光參量振蕩器、紫外光源、鈦寶石激光器的研制等許多領域，獲得廣泛好評。

研究團隊實驗室

山西大學光電研究所創(chuàng)建于1984年，是我國最早從事量子科技和激光技術研究的單位之一。在近四十年發(fā)展歷程中，研究所充分發(fā)揚“攀登奉獻”精神，形成一支由中科院院士、國家杰青、長江學者等各類國家級高端人才組成的老中青結合優(yōu)秀高新技術轉化團隊。實驗室被評為量子光學與光量子器件國家重點實驗室、光學學科被評為國家重點學科，科研團隊被評為國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體，擁有物理學拔尖學生培養(yǎng)計劃2.0基地、物理學一級學科博士后流動站等平臺支撐、是我國量子科技和激光技術領域人才培養(yǎng)的重要基地之一。此次獲獎是研究所長期進行產學研用相結合的最好體現(xiàn)，對推動我省乃至全國相關領域的產學研用融合具有重要的示范作用，將會進一步推動量子技術、激光技術等相關行業(yè)快速發(fā)展。

研究團隊部分師生照片