稀土摻雜氟化物中紅外激光晶體研究取得進展
1.8~3 μm中紅外激光由于具備處于大氣窗口波段、對人眼安全、對大氣分子敏感以及液態(tài)水分子強吸收等特性,在雷達、激光通信、環(huán)境監(jiān)測以及高精度手術等領域具有重要的應用價值。近日,中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員蘇良碧課題組與山東師范大學、山東大學、哈爾濱工業(yè)大學等機構合作,基于“稀土發(fā)光離子局域格位結構設計”的思想,利用三價稀土離子在螢石型結構晶體CaF2/SrF2中自發(fā)富集形成離子團簇的特性,通過合理的摻雜機制提高激活離子間的相互作用效率,在低濃度摻雜的情況下實現(xiàn)了超越Stokes量子效率的高效率中紅外波段激光輸出。相關研究成果發(fā)表在Photonics Research, Optics Letters, Optics Express系列學術期刊上。(Photonics Research 2018, 6: 762-767; Optics Letters 2018, 43: 4300-4303;Optics Letters 2018, 43: 2418-2421; Optics Letters 2018, 43: 1726-1729; Optics Express 2018, 26: 5558-5563; Optics Express 2018, 26: 26916-26924)。 研究團隊在Tm:CaF2晶體中引入調劑離子La3+,合理設計晶體的組成和配比,顯著提高了Tm3+離子2μm波段發(fā)射截面和熒光壽命;采用792nm激光二極管做泵浦源,在Tm,La:CaF2晶體中實現(xiàn)了斜效率67.8% (Stokes量子效率41%)、功率4.27 W的連續(xù)激光輸出,激光波長調諧范圍達190 nm(1850-2050 nm)。 |