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
(第五百七十五期)
2024年12月10日
上海光机所在新型掺铥无序结构激光晶体研究方面取得进展
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激光晶体研究中心在新型掺铥无序结构激光晶体研究方面取得进展,相关成果以“Growth, structure and spectroscopic properties investigation on a novel Tm3+-doped disordered Ca(GdxY1-x)Al3O7 hybrid melilite crystal”为题发表于Journal of Alloys and Compounds。
2 µm波段激光器在光通信、医疗以及大气环境科学等领域有广泛的应用。由于Tm3+的3F4→3H6跃迁对应于~2 µm处荧光发射带,因此Tm3+掺杂激光晶体是实现~2 µm波段激光输出的重要增益介质。近年来,Tm3+掺杂无序结构激光晶体引起了研究人员的广泛关注,无序结构晶体场导致的光谱非均匀展宽使晶体在~2 µm处发射带具有相当宽的带宽,很适合应用于该波段的调谐及超快激光输出。
研究团队采用光学浮区法,首次成功生长出Tm3+掺杂Ca(GdxY1-x)Al3O7(Tm:CGYAM)无序结构激光晶体,并对其晶体结构与光谱特性开展了研究。晶体中心波长788.5 nm的吸收带半峰宽(FWHM)为34.5 nm,对应吸收截面为0.44 ×10-20 cm2。其在~2 µm处发射带呈现双峰构型,峰值1785 nm与1945 nm处发射截面分别为0.321 ×10-20 cm2和0.324 ×10-20 cm2,整个发射带的FWHM达317 nm,这是目前已知掺Tm3+晶体中最宽的发射带宽。此外,该晶体Tm3+:3F4能级荧光寿命为4.55 ms,其1771-2200 nm波段内的增益截面在粒子反转率仅为10%时即可达到正值。这些光谱性质研究结果验证了Tm:CGYAM晶体的宽带吸收、宽带发射及宽增益谱等特性,表明了该晶体在~2 µm波段调谐及超快激光应用中的潜力。
上述工作得到了中国科学院、上海市等项目的支持。
图1. Tm:CGYAM晶体荧光发射谱
图2. Tm:CGYAM晶体Tm3+:3F4能级荧光寿命
图3. Tm:CGYAM晶体增益截面
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