超強(qiáng)激光科學(xué)卓越創(chuàng)新簡(jiǎn)報(bào)

(第四百八十六期)

2024年3月18日

上海光機(jī)所在摻釹鋁酸鍶鑭鎂激光晶體研究方面取得進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所先進(jìn)激光與光電功能材料部在Nd:ASL(Sr_0.7Nd_0.05La_0.25Mg_0.3Al_22.7O₁₉)激光晶體研究方面取得進(jìn)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(zhǎng)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(wú)序晶體，屬于六方晶系，較高的無(wú)序性導(dǎo)致其光譜展寬，有利于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的激光。

為了探究其調(diào)諧特性，研究團(tuán)隊(duì)生長(zhǎng)了摻雜濃度為5%的Nd:ASL晶體，測(cè)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(gè)較強(qiáng)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(jìn)行可調(diào)諧激光實(shí)驗(yàn)，通過(guò)采用透過(guò)率為5%、7%、10%的輸出鏡，獲得了三個(gè)獨(dú)立波長(zhǎng)（1050、1062和1074 nm）的激光輸出。波長(zhǎng)在1049.59–1054.43 nm和1059.71–1078.18 nm兩個(gè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，調(diào)諧寬度大于20 nm，與光譜基本吻合。實(shí)驗(yàn)中還觀察到了多波長(zhǎng)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(zhǎng)激光介質(zhì)相比，控制和改變波長(zhǎng)要方便得多，適合用于更高精度或者更多波長(zhǎng)的復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景。

該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目的支持。

原文鏈接

圖1. Nd:ASL晶體的熒光光譜

圖2. 三個(gè)波長(zhǎng)在不同輸出鏡透過(guò)率的激光輸出

圖3. 同一吸收泵浦功率下不同波長(zhǎng)的輸出功率