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超强激光科学卓越创新简报

(第三百七十二期)

2023年3月13日

爱尔兰精灵10万倍视频在掺铥钪酸钆激光晶体研究方面取得新进展

  近日,中科院爱尔兰精灵10万倍视频激光晶体研究中心在Tm:GdScO3激光晶体研究方面取得新进展,相关成果以“Tm:GdScO3: A promising crystal for continuous-wave and passively Q-switched laser at 2 μm”为题发表于Optics & Laser Technology。

  掺铥钪酸钆晶体(Tm:GdScO3)以超宽的发射光谱、较高的热导率、较低的声子能量以及稳定的物化性能,近年来成为2微米超快激光和可调谐激光增益介质的研究热点,有希望应用于医疗、军事、科研等领域。

  研究团队采用提拉法生长了Tm:GdScO3晶体,晶体直径超过40 mm。该晶体属于具有光学各向异性的正交晶系结构,为了研究晶体的偏振光学性能,测试了晶体的偏振吸收和发射光谱。采用不同切向的晶体,进行了连续激光实验,实现2 W的连续激光输出功率,斜效率为28.4 %,激光与增益光谱的偏振特性相吻合。与进一步青岛科技大学合作,利用SnS2二维材料作为可饱和吸收体,首次实现了Tm:GdScO3晶体的调Q脉冲输出,同时也是SnS2作为2微米波段激光可饱和吸收体的首次实验验证。脉冲持续时间在输出镜透过率1%,2%,3%时,脉宽分别为460 ns,740 ns,800 ns,相应的单脉冲能量分别为1.99 μJ,3.03 μJ,2.50 μJ,峰值分别为4.32 W,4.09 W,3.13 W。

  该工作得到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划等项目的支持。

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图1 脉冲激光输出性能

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