上海光機(jī)所在中紅外氟化物激光晶體研究方面取得新進(jìn)展

近期，中國科學(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)室在中紅外氟化物激光晶體研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Alloys and Compounds。 ]uWx<aDB  
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氟化物晶體以低的最大聲子能量、寬的透光范圍和高的紅外透過率等優(yōu)點(diǎn)成為中紅外激光器的重要增益介質(zhì)材料。LaF₃晶體具備氟化物晶體諸多優(yōu)點(diǎn)：最大聲子能量低（360 cm^-1），透光范圍寬（T>85%, 0.19~10 μm），La³⁺不含4f電子，具有封閉的殼層，適合做中紅外激光基質(zhì)材料。最為廣泛的中紅外激活離子是Er³⁺離子，利用Er³⁺:⁴I_11/2→⁴I_13/2躍遷已在多種基質(zhì)材料中獲得2.7~2.9 μm波段瓦級連續(xù)激光。目前，Er摻雜LaF₃晶體的研究在國際上尚屬空白，對該材料的探索有希望提供一種新型的中紅外激光增益介質(zhì)。 (SkI9[1\@3  
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研究團(tuán)隊(duì)采用坩堝下降法生長了高質(zhì)量Nd,Er:LaF₃和Er:LaF₃晶體，分析了晶體結(jié)構(gòu)、分凝和光譜特性。采用808 nm LD激發(fā)源，在Nd,Er:LaF₃晶體探測到強(qiáng)烈的2.7μm熒光，發(fā)射截面為1.3×10^-20 cm²，說明Nd³⁺離子為激光上能級Er³⁺:⁴I_11/2提供了一條有效的泵浦通道，解決了Er³⁺離子普遍存在的980 nm處吸收截面低的問題。更重要地，Nd³⁺摻雜前后，激光上能級的熒光壽命由15.68 ms變?yōu)?.48 ms、激光下能級的熒光壽命由22.60 ms變?yōu)?.37 ms，有效地消除了自終止效應(yīng)。 neoT\HV  
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該工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。 H9xxId?3u  
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此外，研究團(tuán)隊(duì)此前在其他中紅外激光晶體的生長和性能研究方面也取得系列研究進(jìn)展（Journal of Luminescence, 2020, 228: 117620; Journal of Luminescence, 2019, 210: 142-145；Infrared Physics & Technology, 2017, 87: 65-71.） lJ62[2=V  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154268