范滇元,中国工程院院士。1939年2月生。1962年北京大学毕业,主要从事“神光”系列高功率固体激光装置的研制及应用等工作。时任上海光机所技术委员会主任,复旦大学信息学院教授,湖南大学教育部重点实验室教授、高温高密度等离子体重点实验室客聘研究员,国家863计划第八领域专家委员会顾问,总装备部科技委兼职委员、中国光学学会激光专业委员会主任。
【报告摘要】
1960年发明的第一个激光器——红宝石激光器,就是一个固体激光器。几十年来,固体激光技术有了长足的发展,并广泛地应用于国家安全、国民经济、科学研究等各个领域。应用需求强烈地推动了固体激光技术向高功率、高效率、高质量方向发展。发展中涉及的关键科学技术问题,除了激光技术的共性问题外,最重要也是最致命的问题就是“热问题”。“热问题”在过去和现在都影响着固体激光的发展和应用。我们将以发现和解决“热问题”为线索,回顾固体激光技术取得的进展,并展望未来发展前景。
1、高功率固体激光的需求牵引
从国家安全(先进防御),国民经济(先进制造)和聚变能源等三大领域的应用,
总结归纳出对固体激光的需求和技术目标。
2、固体激光涉及的关键科学技术问题
“热问题”是固体激光技术的一个基本问题。在泵浦光和激光自身作用下,固体激光介质被加热而不均匀升温,热效应严重损害了固体激光,影响了激光功率的获取和光束质量的保持。主要表现为:
热畸变——介质折射率不均匀改变,破坏了光束质量;热应力——严重时会引起介质炸裂;热炸裂——白金颗粒吸收激光而炸裂;热弥散(热晕)——激光自加热,引起非线性热自聚焦,破坏光束质量,甚至造成光损伤;等等。
3、固体激光技术发展回顾与展望
“热问题”伴随着固体激光的产生而产生,也将随着“热管理”科学技术的进步而解决。(解决热问题的科学技术可广义地称作“热管理”)。近年来,在总体构形、工作体制、激光介质材料和主动控制等方面开展了全方位研究,为实现三高目标(高功率、高效率、高质量)取得重要进展。
对有进一步发展潜力的技术途径作了展望。