超强激光科学卓越创新简报

(第六百零四期)

2025年2月12日

上海光机所在高功率紫外和深紫外皮秒光源方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室在高功率紫外和深紫外皮秒光源方面取得研究进展。相关成果以“High-power picosecond UV and deep-UV laser sources delivering powers of 30 W at 355 nm, 10 W at 266 nm, and 5 W at 213 nm”为题发表于Optics Letters。

高功率皮秒激光具有短时间尺度、高重复频率的优势，在工业加工、精密制造等系列领域得到了广泛应用。特别是具有高光子能量的深紫外激光，其在许多材料中呈现出更强的双光子吸收效应，因而对于宽带隙材料精密加工具有显著的优势，并已逐渐成为工业界的重要设备。目前，紫外激光产生的主要方式是基于二次谐波产生、和频产生等非线性光学效应，但高重复频率的紫外激光仍然面临着低转换效率和平均功率的难题，特别是以210 nm为代表的深紫外波段。

研究人员在系统表征硼酸盐晶体特性基础上，基于1064 nm高重频、高功率Nd:YVO4激光，在355 nm、266 nm、213 nm波段分别实现了30 W、10 W、5 W水平的功率输出。这项工作获得的结果将有助于深紫外激光在科研和工业领域中进一步广泛应用。同时，研究团队基于在深紫外激光领域的技术积累和经验[Optics Letters47 (2022)、Optics Express30 (2022)、AIP Advances12 (2022)、CrystEngComm25 (2023)、Optics Letters 49 (2024)、Optics Letters 50 (2025)]，目前在高能量和高功率方面均已取得关键进展，进一步开发了波长更短的真空紫外激光，后续将在前沿科学研究和先进工业制造中发挥关键应用。

相关工作得到了国家自然科学基金、上海市重大专项、上海市扬帆计划、中国科学院青年创新促进会、中国科学院先导专项课题的支持。

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图1 实验光路图与激光光谱

图2 355、266、213 nm激光功率与近远场光斑