平面波导激光陶瓷研究获重要进展

    yb3+离子的能级结构，决定了yb:yag陶瓷不仅可用于调谐激光和超快激光，也可以用于高功率、cw或高脉冲重复频率的激光，所以yb:yag透明陶瓷代表了新一代的激光材料的发展方向。上海硅酸盐所研制的平面波导结构yag/yb:yag/yag透明陶瓷经华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室李文雪研究员、曾和平教授团队验证，实现了斜率效率高达66%的连续波导激光输出(图1)。采用半导体可饱和吸收镜(sesam)， 陶瓷yag/yb:yag/yag平面波导实现了1030nm被动锁模激光输出，重复频率为97.79mhz，脉冲宽度为2.95ps，平均功率为385mw，波导方向的光束质量m2为1.42(sci. rep., 2016, 6: 31289)。

    人眼安全2μm波段固体激光在遥感、测风雷达、中红外光参量振荡器(opo)、透明塑料焊接以及激光手术与治疗等领域具有重要的应用前景。为了实现tm/ho:yag透明陶瓷的高效率、高功率和高光束质量2μm激光输出，上海硅酸盐所成功制备了高质量的平面波导结构yag/tm:yag/yag透明陶瓷。经哈尔滨工业大学可调谐激光国家重点实验室姚宝权教授团队验证，陶瓷yag/ho:yag/yag平面波导实现2091.4nm的单纵模激光输出，输出功率为530mw, 斜率效率为12.7%，光束质量m2为1.23(infrared phys. technol., 2016, 78: 40-44)。陶瓷yag/tm:yag/yag平面波导在国际上首次实现了2013.76nm连续激光输出，输出功率173 mw(opt. lett., 2016, 41: 254-256)。

    研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、中国科学院前沿科学重点研究计划项目、上海硅酸盐研究所透明陶瓷学科建设项目等的资助。

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