近日，華中科技大學(xué)張新亮、施雷課題組在ACS Photonics上發(fā)表最新文章，利用單個鉺-鐿-銩共摻的氧化硅回音壁模式微腔，首次在室溫連續(xù)波泵浦條件下實(shí)現(xiàn)了基于稀土元素的上轉(zhuǎn)換白光微型激光器，并系統(tǒng)研究了摻雜濃度、摻雜比例及提取方式對出射激光顏色的影響。

華中科技大學(xué)研究人員在氧化硅微球腔中摻雜了銩、鉺、鐿三種元素作為增益物質(zhì)，基于所提出的新型摻雜方法上的優(yōu)勢，摻雜后的氧化硅微球腔在1620 nm處的負(fù)載Q值超過108，在位于可見波段的766 nm與634 nm處的負(fù)載Q值也超過了107。使用975 nm的連續(xù)波半導(dǎo)體激光器對摻雜微腔進(jìn)行泵浦，可以同時實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三原色激射，并通過耦合光纖獲取白光激光。

圖1. 基于稀土元素的連續(xù)波上轉(zhuǎn)換白光微型激光器示意圖及器件性能表征。

圖2. 基于耦合光纖提取的出射功率和發(fā)射峰線寬隨泵浦功率的變化。

圖3. 基于耦合光纖提取的激射光譜及激光色度坐標(biāo)。

圖4. 基于耦合光纖（圖a）和基于散射（圖b）所獲取的激光，以及不同顏色激光的模式分布。

圖5. 不同摻雜比例時的微球腔散射光。

總結(jié)與展望 

本工作首次在室溫連續(xù)波泵浦條件下實(shí)現(xiàn)了基于稀土元素的連續(xù)波上轉(zhuǎn)換白光激光，并系統(tǒng)研究了微腔的摻雜濃度、摻雜比例及提取方式對出射激光顏色的影響。該研究成果以“Room-temperature continuous-wave upconversion white microlaser using a rare-earth-doped microcavity”為題在線發(fā)表在ACS Photonics上，并被選為當(dāng)期封面論文。相關(guān)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題、應(yīng)用光學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題等項(xiàng)目的資助。

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