上海光機(jī)所3微米激光晶體研究獲進(jìn)展

　　【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室在3微米激光晶體研究中取得進(jìn)展。
 

　　近年來(lái)，無(wú)序晶體材料以超寬帶的發(fā)光特性，成為超快激光領(lǐng)域重要的增益介質(zhì)。ABCO4型(A=Ca，Sr，Ba；B=稀土元素；C=Ga，Al或過(guò)渡元素)激光晶體以高的結(jié)構(gòu)無(wú)序度、優(yōu)良的熱學(xué)性能和較低的聲子能量，被認(rèn)為是有可能獲得商用發(fā)展的超快激光增益介質(zhì)，可應(yīng)用于醫(yī)療、軍事、工業(yè)、科研等領(lǐng)域。隨著1.15微米半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展，鈥離子(Ho3+)3微米中紅外發(fā)光的泵浦問(wèn)題得以解決。因此，研究鈥摻雜CaGdAlO4晶體(Ho：CaGdAlO4)對(duì)于實(shí)現(xiàn)直接激光二極管泵浦的中紅外超快激光具有實(shí)用價(jià)值。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)采用提拉法生長(zhǎng)Ho：CaGdAlO4和Ho，Pr：CaGdAlO4晶體，分析晶體質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)分凝與偏振光譜性能。Ho3+:5I6→5I7躍遷呈寬帶熒光特性，發(fā)射波長(zhǎng)從2750nm延伸至3000nm，為中紅外超短脈沖的產(chǎn)生提供頻譜保障。但激光下能級(jí)的壽命(8.64ms)遠(yuǎn)大于上能級(jí)(0.22ms)，影響激光效率且易出現(xiàn)激光自終態(tài)瓶頸效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，共摻雜Pr3+離子對(duì)3微米激光下能級(jí)(Ho3+：5I7)起有效退激活作用，退激活效率達(dá)96.2%。共摻Pr3+離子使Ho，Pr：CaGdAlO4晶體中紅外熒光增強(qiáng)。相應(yīng)的3微米激光實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Luminescence上，研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。
 

　　此外，研究團(tuán)隊(duì)此前在新型中紅外氟化物激光晶體的生長(zhǎng)和性能研究中也取得系列研究進(jìn)展(Journal of Alloys and Compounds，2020，827：154268：Journal of Luminescence，2019，210：142-145：Journal of Luminescence，2018，203: 730-734)。