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　　英格蘭阿斯科特2008年10月14日電 /新華美通/ -- 斯特萊斯克萊德大學 (University of Strathclyde) Institute of Photonics（光子學研究所）的研究人員已經啟動了一個為期3年半的項目，目的是開發一種新型固態激光器設計。該設計將采用 Element Six Ltd 制造的 CVD（化學氣相沉積）金剛石。Element Six 在 CVD金剛石合成及其應用領域處于世界領先水平。
　　
　　金剛石拉曼 (Raman) 激光器的開發可開辟眾多新的應用領域，如水下成像、醫學成像、眼科學、癌癥治療以及多光譜成像。該項目將由斯特萊斯克萊德大學 Institute of Photonics 的 Alan Kemp 博士負責領導，獲得了由英國政府資助的英國工程與自然科學研究理事會 (Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC) 提供的600,000多英鎊基金。
　　
　　將金剛石用作固態激光材料為設計小而緊湊的固態激光器帶來了新的機遇，這些激光器將具備更強的功率承載能力，并在當前無法獲得的波長下運行，因而會開辟新的應用領域。金剛石擁有獨特的光學和熱學綜合特性，因此非常適合于這些應用，通過 Element Six 生產的最新單晶 CVD 材料可以利用這些特性。例如，拉曼激光器已經利用硅等材料被開發出來，而且正被用于電信領域，而利用金剛石則可以將其性能提升至新的功率水平和更多的波長。
　　
　　拉曼激光器的工作原理
　　
　　拉曼激光器利用的是一種于1922年發現的稱為“拉曼散射”(Raman Scattering) 的現象。當光子撞擊一種物質時，其中一小部分光子會使物質的原子發生振動，從而產生相互作用。在這種“非彈性”碰撞中，光子會增加或損失一定量的能量，其結果則是產生不同波長的光。拉曼激光器可通過振蕩次級光并將能量注入系統內來放大次級光，從而發出連貫的激光束。
　　
　　這種激光器的重要性在于它可改變波長。正如 Kemp 博士所說，這種改變波長的能力“有助于利用光譜中應用范圍廣但目前卻光源匱乏的黃光至橙光區間”。如今，大多數商業激光器都在光譜的近紅外區（0.8 - 1.1微米）工作，在1微米附近（1.03 - 1.07微米）尤為集中，大部分高性能激光器工作都是在這一區間完成的。Kemp 博士表示：“或許現代固態激光工程中最大的挑戰就在于發現產生新波長但同時盡量保持目前激光器便利性和性能的方法。”
　　
　　合成金剛石的潛力
　　
　　另外，由于熱量問題，目前的幾代連續波固態拉曼激光器被局限于區區數瓦的功率。金剛石具有很強的導熱性和較低的熱膨脹系數，因而擁有更大的功率承載能力。Kemp 博士指出：“激光工程中最不受關注但卻最普遍的問題是如何處理熱能，尤其是當你希望在小封裝中實現高性能的時候。在高功率拉曼激光器中這一問題尤為突出，因為能夠成為很好的拉曼轉換器的晶體通常導熱性很差。于是金剛石便有了它的用武之地。金剛石的導熱性比常用的拉曼旋光晶體高出兩到三個數量級，它應該是一種出色的拉曼介質，使我們能夠實現更高的輸出功率。”此外，與目前使用的拉曼旋光晶體相比，金剛石改變波長的能力更強一些，這可能會增加它的應用潛力。Element Six 技術經理 Chris Wort 補充說：“Institute of Physics 的團隊已經發現，與傳統的拉曼介質相比，金剛石擁有更高的拉曼增益系數和更大的拉曼位移。”
　　
　　Element Six 所供應的金剛石的一個重要特征是它表現出超低的雙折射。如果光的偏振改變，介質中的光速便會發生變化，這時就會發生雙折射。在激光腔中要仔細控制這種現象需要才能讓激光更好地工作。Kemp 博士表示：“對于金剛石的所有光子學應用，尤其是對于激光應用而言，E6 生產的超低雙折射單晶 CVD 金剛石是向前邁出的堅實一步。它使得我們可以利用金剛石的卓越特性，而又不損害激光其它方面的性能。”
　　
　　Element Six 將在這個項目的整個過程中為研究團隊提供高質量的單晶 CVD 金剛石。Institute of Photonics 與 Element Six 有著良好的合作關系。例如，先前雙方曾在政府支持的 MIDDI 項目中進行了合作。該項目實現了對單晶金剛石微光學元件實施精密蝕刻的能力。
　　
　　Element Six 簡介
　　
　　Element Six 是優質先進材料的全球領先供應商，其產品廣泛應用于制造業。該公司是各種工業應用所采用的合成金剛石和新工程材料開發領域的先鋒，應用領域包括光學、機械、熱能、電子、汽車、電信和醫療等行業。Element Six 的營業額超過5億美元，擁有員工近4000名，在中國、德國、愛爾蘭、瑞典、南非、烏克蘭和英國設有生產和加工工廠，擁有全球分銷網絡的支持。
　　
　　Institute of Photonics 簡介
　　
　　Institute of Photonics 成立于1995年，是一個以商業導向型研究機構，隸屬于斯特拉斯克萊德大學。其主要目標是彌合學術研究與光子學行業應用和開發之間的鴻溝。該機構的研究興趣包括半導體材料和設備、實用全固態激光器、微型 LED 陣列以及范圍廣泛的應用，尤其在生醫光電領域。Institute of Photonics 總部位于斯特拉斯克萊德大學的格拉斯哥市中心校區。該機構承接來自工業領域的合同并進行合作研究，還提供咨詢服務。該機構擁有人數眾多的博士和工程學博士生，面向企業授權技術。