中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第五百五十五期)
2024年10月9日
上海光机所在钛宝石激光晶体氢气退火机理研究方面取得进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部在钛宝石激光晶体氢气退火机理研究方面取得进展,相关成果以“Experimental and theoretical investigation on the mechanism of hydrogen annealing for Ti:sapphire laser crystal”为题发表于Materials Today Communications。
钛宝石激光晶体是三大基础激光晶体之一,具有大硬度、耐腐蚀、高热导、高损伤阈值、宽带吸收与宽带发射等优良特性,被广泛应用于可调谐激光器、超快激光器及高峰值功率激光装置中。然而,钛宝石晶体中存在的红外残余吸收会对其激光性能产生负面影响,对其进一步应用造成阻碍。
氢气退火是一种降低钛宝石晶体红外残余吸收的有效方法,但该方法的具体作用机理尚未有相关文献报道。在理论层面深入理解氢气退火对钛宝石晶体的作用机理对改进该方法有重要意义。研究团队采用实验与基于密度泛函理论的第一性原理计算相结合的方法,就氢气退火过程对钛宝石晶体光谱特性的影响开展了研究。在实验方面,测试了各钛宝石晶体样品氢气退火前后吸收带与发射带的偏振吸收光谱,归纳讨论了氢气退火对钛宝石晶体因掺杂浓度与偏振方向导致的影响差异。在计算方面,构建了三种在氢气退火过程中存在的缺陷构型,并对三种缺陷构型的形成能、电子及光学性质进行了计算,计算结果证明了三种缺陷构型存在的合理性,得到了氢气退火对不同缺陷构型所产生的影响及影响程度。总结分析实验与计算数据,发现氢气退火对钛宝石晶体的影响是由晶体内部多种缺陷共同作用的结果。这项工作为理解钛宝石氢气退火过程作用机理提供了新的思路,有助于进一步优化钛宝石氢气退火处理的参数与条件。
该工作得到了国家重点研发计划、中国科学院及上海市等项目的支持。
图1 各钛宝石晶体样品氢气退火前后的偏振吸收光谱
图2 Al2O3超胞及氢气退火过程缺陷构型结构图
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