近期，中國科學院上海光學精密機械研究所信息光電實驗室研究員李建郎課題組成功研制磁懸浮、光驅動旋轉的盤片固體激光器，這標志著一種新型激光技術的誕生。

　　固體激光器中的廢熱累積會嚴重影響激光器的性能。通過轉動激光增益介質盤片可以有效減少其內部的熱累積，顯著提高激光器的功率和光束質量。在現有的轉盤激光器中，增益介質盤片的旋轉采用電驅動（馬達）等方式，需要額外的伺服系統克服增益介質的搖擺，這導致激光器結構比較復雜。其次，反磁材料（比如熱解石墨）因具有負的磁化率，在外磁場環境下會產生反向磁場，在室溫時形成磁懸浮。當激光束照射到處于磁懸浮狀態的熱解石墨薄片的邊緣位置，熱致磁導率的局部變化形成轉動力矩，導致熱解石墨薄片轉動。此種基于磁懸浮的光驅動旋轉易于精確控制，且具有良好的穩定性。

　　以此為背景，課題組將轉盤激光器技術和磁懸浮光驅動旋轉技術相結合，提出磁懸浮、光驅動旋轉激光器的概念。該方案通過反磁性材料將激光增益介質盤片懸浮在磁場中，激光增益介質吸收入射泵浦光的部分功率，剩余（未吸收）泵浦光到達反磁性材料表面提供旋轉所需的能量。在實驗研究中，科研人員將熱解石墨片和直徑為15mm、厚度為0.5mm的Nd:YAG晶體一起放置于釹鐵硼永磁體的上方，懸浮高度約為1mm。Nd:YAG晶體的上下表面均鍍有介質膜以形成諧振腔。采用808nm的半導體激光器泵浦該激光晶體，在懸浮體重量過重的情況下在其側面輔助以氣體來推動轉動。在泵浦光功率為450mW、懸浮體的旋轉頻率為4Hz時，獲得了功率17.7 mW、斜坡效率為8.3%的基橫模激光輸出，激光光束亮度高。相關研究工作被Chinese Optics Letters雜志封面報道（Chin. Opt. Lett., 13,121403 , 2015）。

　　該研究工作利用剩余（未吸收）泵浦光驅動磁懸浮的熱解石墨旋轉的方式，有效地擬制了激光晶體中廢熱的影響，從而獲得了高亮度的激光輸出。隨著對懸浮體（包括激光增益介質和反磁性材料）的進一步優化，磁懸浮、光驅動旋轉的盤片激光器將變得更加現實，且有望在高功率激光器和平面波導激光器兩個方面取得新突破。磁懸浮、光驅動轉盤激光器相關研究已經申請國家發明專利。

圖1. 磁懸浮轉盤激光器實驗裝置示意圖

圖2. 磁懸浮結構的實物照片