新型晶体增强中红外激光性能

发布时间：2024-07-04 15:49:27 栏目：生活

导读 近日，中国科学院合肥物质科学研究院孙敦禄研究员团队采用提拉法成功合成新型中红外Ho，Pr：YAP和Er：YGGAG晶体，并通过热键合技术提高了激...

近日，中国科学院合肥物质科学研究院孙敦禄研究员团队采用提拉法成功合成新型中红外Ho，Pr：YAP和Er：YGGAG晶体，并通过热键合技术提高了激光二极管(LD)侧面泵浦Er：YSGG晶体的连续波激光性能。



该研究成果发表在 《光学快讯》上。

2.7~3μm中红外激光位于水分子的强吸收波段，在生物医学、光学遥感、非线性光学等领域有广泛的应用前景。

在最近的研究中，科学家们找到了一种使激光器更强大、更高效的方法。通过调整激光材料中的成分，他们发现可以提高性能。具体来说，他们增加了 Ho 3+离子的一种成分的浓度，并添加了适量的 Pr 3+离子 的另一种成分 。这种调整有助于通过抑制“自我终止效应”提高激光器的运行效率。使用 Cz 方法，他们能够生长出一种新型的 Ho,Pr:YAP 晶体，以在 3 微米左右发射激光。与旧的 Ho:YAP 激光器相比，这是一个显着的改进，因为它需要更少的泵浦功率来开始工作，并且更有效地输出激光。

同时，科研人员发现，通过在YAG晶体中共掺杂适量的Gd 3+ 和Ga 3+ 离子，晶体无序性增强，导致中红外区宽发射，并利用Cz法生长出新的Er：YGGAG晶体，从而实现了2.8微米左右的中红外可调谐超短激光。

为了解决连续波激光输出的局限性，研究人员开发了一种热粘合技术。通过将未掺杂的YSGG晶体粘合到另一个Er：YSGG晶体的两端，他们设法减少了“热效应”。这使激光器性能大大提高，并实现了28.02瓦的最大输出功率。

这些研究为全固态中红外激光器的发展奠定了物质基础，为设计和研制新型、高效的中红外激光增益材料提供了参考。