[论文解读] 1.1 kW, 100 Hz room-temperature diode-pumped nanosecond laser by water immersion cooling

Xinxing Lei, Suyang Wang+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2026

Solid State Laser Technologies被引用 1

一句话总结

展示了一种室温、水浸冷却的二极管泵浦固态激光器，在100 Hz、7 ns脉冲下实现11 J脉冲能量，峰值功率1.1 kW，光束质量为2.6×衍射极限。

ABSTRACT

We report a room-temperature diode-pumped solid-state laser by water immersion cooling, which delivers a pulse energy of 11 J at the repetition rate of 100 Hz and the pulse duration of 7 ns, while the beam quality factor is 2.6 times the diffraction limit. To the best of our knowledge, this represents the highest performance achieved for room-temperature nanosecond lasers operating above 100 Hz, which demonstrates the great potentials of room-temperature immersion-cooled nanosecond active mirror lasers.

研究动机与目标

• 通过水浸冷却展示高能室温纳秒激光性能。
• 在水浸冷却的主动镜激光器中评估脉冲能量、重复频率、脉冲持续时间和光束质量。
• 展示水浸冷却的纳秒激光在室温下实现高平均功率运行的潜力。

提出的方法

• 使用水浸冷却的二极管泵浦固态激光器。
• 在100 Hz下提供11 J的脉冲能量，脉冲持续时间为7 ns。
• 表征光束质量，报告为2.6×衍射极限。
• 在室温下运行以评估水浸冷却主动镜结构的性能极限。

实验结果

研究问题

• RQ1 水浸冷却是否能够在Hz重复频率下实现高能室温纳秒脉冲操作？
• RQ2 在100 Hz下，二极管泵浦水浸冷却的主动镜激光器能达到的脉冲能量、持续时间和光束质量是多少？
• RQ3 与传统冷却相比，浸没式冷却对峰值功率和光束质量有何影响？
• RQ4 在100 Hz的室温纳秒激光中，1.1 kW峰值功率是否可实现？

主要发现

• 在100 Hz下实现11 J的脉冲能量。
• 实现7 ns的脉冲持续时间。
• 光束质量因子为衍射极限的2.6倍。
• 演示室温纳秒激光在100 Hz以上的最高性能（摘自摘要）。
• 显示室温浸没冷却的纳秒主动镜激光的强大潜力。