金剛石材料因其極佳的熱導性能、全波段光學透過特性及超強的環(huán)境耐受性，成為航空航天、極端探測等領域核心光電元件的首選基材。同時，金剛石還具備出色的拉曼特性，如具有已知晶體中最大的拉曼頻移（1332 cm-1）和極高的拉曼增益系數（~10 cm/GW），使其在激光波長擴展、功率提升方面展現出不可替代的戰(zhàn)略價值。然而，大尺寸、高品質金剛石晶體的制備技術長期被國外壟斷，嚴重制約了我國高性能激光光源的發(fā)展。

近日，鄭州大學金剛石材料與器件團隊在金剛石激光晶體制備及拉曼激光技術方面取得重要進展。研究團隊攻克了大尺寸、低應力金剛石單晶制備以及低粗糙度、高平行度金剛石晶體加工等關鍵技術，研制出光學性能優(yōu)異的金剛石拉曼激光晶體。基于自主制備的金剛石激光晶體，團隊成功開發(fā)出具有<1 ns脈沖寬度、MW級峰值功率和kHz高重頻的人眼安全波段金剛石拉曼激光器。這一成果標志著團隊在高質量金剛石激光晶體材料及拉曼激光技術方面取得了重要進展。

團隊通過構建V型折疊腔和短拉曼腔結構，成功應用拉曼誘導腔倒空技術，實現了激光能量的超快速釋放。實驗證實，該裝置可輸出脈寬僅0.6納秒、峰值功率達913.3千瓦的1.45微米人眼安全激光波段金剛石拉曼激光器，刷新了國際上同類型器件性能紀錄。此外，該激光器同時具備1-10千赫茲可調重復頻率和接近衍射極限的光束質量（M2<1.5），其綜合性能完全滿足衛(wèi)星測距等遠距離、高精度探測場景的應用需求。

大尺寸高質量金剛石激光晶體的國產化將大幅降低拉曼激光器件的制造成本，為相關產業(yè)的發(fā)展注入強勁動力。未來，團隊將繼續(xù)優(yōu)化金剛石晶體生長工藝，提升拉曼激光器件輸出性能，推動我國拉曼晶體生長和激光技術的不斷進步。