近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室激光晶體研究團(tuán)隊(duì)與強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)合作在可應(yīng)用于超強(qiáng)超短激光的Yb:GdScO3晶體方面取得新進(jìn)展，首次揭示了該晶體的偏振吸收與發(fā)射光譜、熱學(xué)性能和連續(xù)激光性能。相關(guān)研究成果發(fā)表于Optics Letters《光學(xué)快報(bào)》。

圖1 左：Yb:GdScO3 晶體的室溫偏振吸收光譜，右：Yb:GdScO3晶體的室溫偏振熒光光譜

近年來(lái)，由于Yb3+離子的能級(jí)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有包括激發(fā)態(tài)吸收、上轉(zhuǎn)換和交叉弛豫在內(nèi)的能量耗散過(guò)程，且Yb3+離子的吸收峰與InGaAs LD的發(fā)射波長(zhǎng)匹配良好，吸收效率高，LD泵浦摻Y(jié)b3+離子的全固態(tài)飛秒激光器備受關(guān)注。和高效率的Nd3+相比，Yb3+摻雜的材料具有寬的發(fā)射譜，越來(lái)越成為超快激光器的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

研究團(tuán)隊(duì)使用提拉法成功生長(zhǎng)了摻雜濃度為3 at.%，直徑為40 mm的Yb:GdScO3晶體，并對(duì)其進(jìn)行偏振光譜及熱學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，在50℃下，其a軸和c軸的導(dǎo)熱系數(shù)分別為5.33 W/(m·K)和5.54 W/(m·K)。最大吸收截面在 961 nm 處為 0.70×10-20 cm2，F(xiàn)WHM為80 nm (E//c)。最大發(fā)射截面在1025 nm處為 0.46×10-20 cm2，F(xiàn)WHM為85 nm (E//c)。連續(xù)激光實(shí)驗(yàn)在 1063.9 nm 處獲得最大輸出功率為 13.45 W，光光效率為 63.3 %。

研究結(jié)果表明， Yb:GdScO3 晶體是一種很有前景的超快激光晶體。

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