超强激光科学卓越创新简报

(第五百二十七期)

2024年6月27日

上海光机所在掺钕钆钪铝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团队，在Nd:GSAG激光晶体研究方面取得进展，相关成果以“Efficient continuous-wave and passively Q-switched Nd:GSAG laser operating at 1.3 μm”为题发表于Optics & Laser Technology。

Nd³⁺离子掺杂的激光晶体具有发射截面大，激光阈值低等优点，广泛应用在工业、测绘、医疗、科学研究等领域。钆钪铝石榴石具有高的热导率，良好的结晶特性等优点，其中，钆离子半径相较于钇离子更接近钕离子半径，导致钕离子掺杂的钆钪铝石榴石具有更好的分凝特性，光学均匀性优异，易于生长出高质量大尺寸晶体。

研究团队采用提拉法生长出0.93 at. %Nd:GSAG晶体，研究了其在1.3微米波段的激光性能。采用V型腔光路获得了斜率效率最高43.4%，最大功率2.01W的1336nm连续激光输出。利用Co:MgAl₂O₄晶体作为可饱和吸收体，获得平均功率0.2W，重复频率9.0KHz，脉宽34.4ns，峰值功率645W的被动调Q激光输出。实验结果表明，Nd:GSAG晶体能够提供高效1336nm的连续和脉冲激光输出，在光纤传输、医疗、航天、工业等领域具有应用前景。

该工作得到国家自然科学基金委等项目的支持。

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图1.Nd:GSAG晶体连续激光和光谱特性

图2.Nd:GSAG晶体被动调Q激光特性