2.7~3μm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具有重要的應(yīng)用前景。近期，在國家自然科學(xué)基金的資助下，安光所激光中心孫敦陸研究員課題組在高效抗輻射2.7~3微米中紅外激光晶體的探索方面取得了一系列新進(jìn)展，其研究成果相繼發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)期刊OL,OE上。
在激光晶體的抗輻射性能研究方面，研究人員采用60Coγ射線源，對(duì)Er:GYSGG、Yb,Er,Ho:GYSGG晶體在100Mradγ射線輻照前后的吸收、熒光光譜、能級(jí)壽命及激光特性等進(jìn)行了對(duì)比研究，表明這種新型晶體具有優(yōu)良的抗輻射性能。
在提高中紅外晶體激光效率及高重復(fù)頻率下的激光性能方面，通過摻入Pr3+、Ho3+等退激活離子及Yb3+、Cr3+等敏化離子，研究了它們對(duì)Er:GYSGG晶體在2.7~3μm吸收、熒光光譜、能級(jí)壽命、及激光性能等方面的影響。結(jié)果顯示，退激活離子摻入后，晶體的激光下能級(jí)壽命得到了降低，激光效率及高重復(fù)頻率下的激光性能得到了提升，為該類晶體的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
此外，該課題組近年來一直致力于晶體熱鍵合技術(shù)及相關(guān)性能研究。在GYSGG/Er,Pr:GYSGG熱鍵合復(fù)合激光晶體中，晶體端面溫度降低，熱透鏡效應(yīng)得到改善，激光性能明顯提高，純的GYSGG晶體作為端帽可起到熱沉冷卻的作用，有利于實(shí)現(xiàn)高性能LD端面泵浦的固體激光。
相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目的資助研究。
圖1 100 Mrad γ射線輻照前后Yb,Er,Ho:GYSGG的激光輸出功率曲線； 圖2 Cr,Er,Pr:GYSGG晶體在1~60Hz重復(fù)頻率下的激光特性曲線
圖3 Er,Pr:GYSGG晶體上下能級(jí)熒光衰減曲線； 圖4 端面泵浦Er,Pr:GYSGGG和GYSGG/Er,Pr:GYSGG晶體溫度分布； 圖5 端面泵浦Er,Pr:GYSGG和GYSGG/Er,Pr:GYSGG激光輸出功率特性
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