【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院合肥物質院安光所光學晶體與中紅外激光課題組在2.8微米波段高熵晶體制備及激光性能研究方面取得新進展，相關研究成果以“Structure, spectroscopy and enhanced 2.8 μm laser performance of a high-entropy Er:GdLuYSGG crystal”為題發表在晶體學領域一區期刊Crystal Growth & Design上。
2.8 μm附近中紅外超短脈沖激光在空間通信、行星探測等領域有著重要應用前景。然而，當前可實現2.8 μm激光的晶體普遍存在窄帶低效輸出或抗輻照能力弱等問題，無法滿足空間輻照環境對高效、穩定2.8 μm超短脈沖激光的應用需求。
針對這一問題，研究人員結合石榴石結構氧化物晶體的優勢，引入高熵設計理念，突破了高熵晶體材料制備難度大的關鍵技術瓶頸，成功研制出一種30 at.%鉺摻雜釓镥鈧鎵石榴石結構氧化物晶體(Er:GdLuYSGG)。通過多種陽離子協同調控，高熵Er:GdLuYSGG晶體中由晶格畸變引起的局域場調制效應，導致966 nm波段吸收帶和2.8 μm附近熒光發射帶均實現一定程度的展寬。團隊采用半導體激光器端面泵浦高熵Er:GdLuYSGG晶體，成功獲得了平均功率1062 mW、光束質量因子1.35/1.37的2.8 μm連續激光輸出。相較于傳統Er:LuYSGG晶體，其中紅外激光性能得到了提升，最大平均輸出功率增加了約16.8%。研究表明，高熵Er:GdLuYSGG晶體有望成為實現2.8 μm可調諧或超快激光輸出的高性能增益介質。
該研究不僅可為中紅外超短脈沖激光器的發展提供關鍵材料支撐，也能夠進一步推動高熵氧化物晶體材料基礎研究與實用化進程。
張會麗副研究員為本論文第一作者，孫敦陸研究員為論文通訊作者。該研究工作得到了安徽省自然科學基金、固體激光技術重點實驗室基金、安徽省光子器件與材料重點實驗室基金等項目的資助。
文章鏈接：http://doi.org/10.1021/acs.cgd.5c01447
高熵Er:GdLuYSGG晶體內容摘要圖
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