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 據(jù)悉，安光所激光技術(shù)中心孫敦陸研究員課題組在2.79微米中紅外激光晶體的探索方面又取得了一系列研究進(jìn)展，相關(guān)成果已發(fā)表在Optics Express: 2017,25(18):21349-21357；Optical Engineering: 2017, 56(10):107111上。

2.7至3微米中紅外激光在光譜分析、氣體檢測(cè)、激光醫(yī)療及光參量振蕩泵浦等方面有重要的應(yīng)用前景。在前期研究工作的基礎(chǔ)上，該課題組進(jìn)一步優(yōu)化了新型高效抗輻射中紅外激光晶體Cr,Er,Pr:GYSGG的摻雜濃度，并采用COMSOL軟件對(duì)晶體的熱分布進(jìn)行了理論分析；根據(jù)理論分析結(jié)果，采用熱鍵合技術(shù)在晶體兩端鍵合了純GYSGG晶體作為熱沉（純GYSGG比Cr,Er,Pr:GYSGG具有更高的熱導(dǎo)率，自身無激活離子，不產(chǎn)生熱量，可以作為熱沉），加快了激光晶體棒兩端散熱速率，從而有效改善了晶體的熱透鏡效應(yīng)，通過以上措施，進(jìn)一步提高了Cr,Er,Pr:GYSGG晶體的激光性能。

此外，Cr,Er:YSGG是目前發(fā)展較為成熟的中紅外激光晶體，Cr3+離子摻入后能夠提高晶體的閃光燈泵浦效率，但Cr3+離子摻雜濃度還有待進(jìn)一步優(yōu)化。該課題組采用提拉法生長出兩種不同摻雜濃度的Cr,Er:YSGG晶體，并對(duì)其吸收、熒光光譜、能級(jí)壽命及激光性能進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明，在3at% Cr3+濃度摻雜的晶體中，其輸出功率、激光斜效率等參數(shù)均有較大提高。

以上工作對(duì)于提高2.7至3微米中紅外激光晶體的性能并促進(jìn)其實(shí)用化具有重要意義。

相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金及國家高技術(shù)項(xiàng)目的資助研究。

圖1 氙燈泵浦鍵合GYSGG /Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶體的示意圖

圖2 Cr,Er,Pr:GYSGG和鍵合GYSGG /Cr,Er,Pr:GYSGG激光棒的熱分布 （a）晶體棒表面的熱分布；（b）鍵合面位置的熱分布

圖3 Cr,Er,Pr:GYSGG和鍵合GYSGG /Cr,Er,Pr:GYSGG晶體的光束質(zhì)量因子M2

圖4 在不同頻率和泵浦功率下2 at.% Cr,Er:YSGG和3?at.% Cr,Er:YSGG晶體的激光輸出