近日，中科院上海光機所先進激光與光電功能材料部在Nd:ASL(Sr0.7Nd0.05La0.25Mg0.3Al22.7O19)激光晶體研究方面取得進展，相關(guān)成果以“Tunable laser operations on Nd-doped strontium and lanthanum aluminate crystals”為題發(fā)表于Infrared Physics & Technology。

釹（Nd3+）離子是常見的激活離子之一，其吸收峰與商用激光二極管 (LD) 的發(fā)射波長匹配，具有較高的吸收效率，在0.9、1.05、1.35 μm處均有發(fā)射峰，在多種基質(zhì)材料中都獲得了激光發(fā)射。Nd:ASL是一種典型的無序晶體，屬于六方晶系，較高的無序性導(dǎo)致其光譜展寬，有利于產(chǎn)生不同波長的激光。

為了探究其調(diào)諧特性，研究團隊生長了摻雜濃度為5%的Nd:ASL晶體，測得其熒光壽命約為371.8 μs。在1.05 μm附近，其熒光光譜有4個較強且連續(xù)的發(fā)射譜。在V型諧振腔內(nèi)插入雙折射濾波片，進行可調(diào)諧激光實驗，通過采用透過率為5%、7%、10%的輸出鏡，獲得了三個獨立波長（1050、1062和1074 nm）的激光輸出。波長在1049.59–1054.43 nm和1059.71–1078.18 nm兩個范圍內(nèi)實現(xiàn)調(diào)諧，調(diào)諧寬度大于20 nm，與光譜基本吻合。實驗中還觀察到了多波長激光輸出現(xiàn)象。結(jié)果表明 Nd:ASL晶體是一種適用于可調(diào)諧激光器的增益介質(zhì)，與僅單一波長激光介質(zhì)相比，控制和改變波長要方便得多，適合用于更高精度或者更多波長的復(fù)雜應(yīng)用場景。

圖1. Nd:ASL晶體的熒光光譜

圖2. 三個波長在不同輸出鏡透過率的激光輸出

圖3. 同一吸收泵浦功率下不同波長的輸出功率

該工作得到國家自然科學(xué)基金委等項目的支持。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1016/j.infrared.2023.105066