上海光機所3微米雷射晶體研究獲進展

2020-12-17 光明網

  近期,中國科學院上海光學精密機械研究所微納光電子功能材料實驗室在3微米雷射晶體研究中取得進展。

  近年來,無序晶體材料以超寬帶的發光特性,成為超快雷射領域重要的增益介質。ABCO4型(A=Ca,Sr,Ba;B=稀土元素;C=Ga,Al或過渡元素)雷射晶體以高的結構無序度、優良的熱學性能和較低的聲子能量,被認為是有可能獲得商用發展的超快雷射增益介質,可應用於醫療、軍事、工業、科研等領域。隨著1.15微米半導體雷射技術的發展,鈥離子(Ho3+)3微米中紅外發光的泵浦問題得以解決。因此,研究鈥摻雜CaGdAlO4晶體(Ho:CaGdAlO4)對於實現直接雷射二極體泵浦的中紅外超快雷射具有實用價值。

  研究團隊採用提拉法生長Ho:CaGdAlO4和Ho,Pr:CaGdAlO4晶體,分析晶體質量、結構、溶質分凝與偏振光譜性能。Ho3+:5I6→5I7躍遷呈寬帶螢光特性,發射波長從2750nm延伸至3000nm,為中紅外超短脈衝的產生提供頻譜保障。但雷射下能級的壽命(8.64ms)遠大於上能級(0.22ms),影響雷射效率且易出現雷射自終態瓶頸效應。研究發現,共摻雜Pr3+離子對3微米雷射下能級(Ho3+:5I7)起有效退激活作用,退激活效率達96.2%。共摻Pr3+離子使Ho,Pr:CaGdAlO4晶體中紅外螢光增強。相應的3微米雷射實驗正在進行。

  相關研究成果發表在Journal of Luminescence上,研究工作得到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃等的支持。

  此外,研究團隊此前在新型中紅外氟化物雷射晶體的生長和性能研究中也取得系列研究進展(Journal of Alloys and Compounds,2020,827:154268:Journal of Luminescence,2019,210:142-145:Journal of Luminescence,2018,203: 730-734)。

圖1.Pr3+共摻前後3微米螢光光譜

[ 責編:戰釗 ]

相關焦點

  • 上海光機所雙波長海洋雷射雷達研究取得進展
    中國科學院上海光學精密機械研究所在用於海洋後向散射和衰減垂直剖面參數觀測的雙波長海洋雷射雷達研究中取得進展。研究團隊研製成功配備了486nm藍光波段雷射的雷達設備,可滿足同時兼容近岸水體和大洋水體的探測需求,並已成功開展現場試驗,獲取了將近100m的水體剖面信號。
  • 歷經十餘年攻關突破「卡脖子」技術,中科院光機所4項目獲上海科技獎
    5月19日上海舉行的上海市科學技術大會,300餘科技項目和多位傑出個人獲獎。作為科技成果產出大戶的中科院上海光機所4項目獲獎,另有1名科技人員獲表彰。圖片來源:上海光機所他所開展的研究利用這一原理,歷經十餘年攻關,發明了光信號動態非線性壓縮、光子數可分辨探測、最大比分集多孔逕自適應陣列接收和匹配海水最佳透過率的太陽暗線藍綠脈衝雷射等核心技術,拓展海洋穿透深度,抑制太陽背景光和海面波動的幹擾,大幅提升了機載藍綠雷射海洋探測和傳輸技術在真實海況下的適用能力。
  • 上海光機所氧化銦錫薄膜光電特性調控技術研究獲進展
    近期,中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室在調控氧化銦錫(ITO)薄膜光電特性研究中取得進展,利用高效、可選擇性的準連續(QCW)雷射退火技術對ITO薄膜載流子進行調控,在基本不改變ITO薄膜導電特性的前提下,實現ITO薄膜近紅外波段透過率的顯著提升。
  • 「4+1」:上海光機所獲得2019年度上海市科學技術獎多個獎項
    5月19日電 (鄭瑩瑩)2019年度上海市科學技術獎獲獎項目19日出爐,中國科學院上海光學精密機械研究所(以下簡稱:上海光機所)有4個項目獲獎,還獲得了一項青年科技傑出貢獻獎。  上海光機所所長邵建達介紹,上海光機所是中國第一個雷射專業研究所。早期集中全所力量以大能量、大功率雷射為研究中心,為中國強雷射科學技術發展奠定了關鍵人才隊伍和重要科學技術基礎。現在的主要研究方向瞄準聚變點火、空間雷射、超強超短雷射三大突破方向,志在成為中國雷射科學前沿的開拓者、雷射技術進步的領跑者,以及搶佔國際雷射科技制高點的重要戰略創新力量。
  • 奮鬥四年,他和上海光機所團隊一起創造了人類最亮光源
    2017年10月上海光機所在張江的實驗室實現了10拍瓦超短超強雷射的輸出,這個數字相當於全球電網平均功率的5000倍。至此,中國達到了該領域內世界領先水平,從跟跑者成為了領跑者。國際權威雜誌《科學》將10拍瓦的實現列舉為國際上自1960年第一臺雷射器發明以來在雷射脈衝功率提升方面取得的五個裡程碑式進展之一。
  • 上海光機所成功設計出高效率的超寬帶、高容差的衍射光柵
    近期,中國科學院上海光學精密機械研究所信息光學與光電技術實驗室研究團隊在基於簡化模式方法的光柵設計方面取得新進展。提出將簡化模式方法應用於多層介質光柵設計,並成功設計了-2級高效率的超寬帶高容差的衍射光柵。
  • PRX/PRA編輯繆凌博士和Thomas Pattard博士來中科院上海光機所訪問
    11月19日,PRX編輯繆凌博士和PRA編輯Thomas Pattard博士應邀來中科院上海光機所訪問,並在溢智廳作了題為「The Physical Review Journals and You」的報告。
  • 雷射領域中國領先世界的技術盤點|雷射脈衝|院士|聲子|雷射|非線性...
    1990年,陳創天院士和他的研究團隊針對LBO和BBO兩種晶體不能實現深紫外(指波長短於200nm)倍頻光輸出的缺點,運用分子工程學方法,於1990年發現了KBBF(KBe2BO3F2)晶體。此晶體的發現使得非線性光學晶體推向了深紫外波段,剛一公布就在國際上引起了巨大反響。
  • 中國雷射雜誌社發布2019年度中國光學十大進展
    來源:經濟日報3月20日,中國雷射雜誌社發布「2019年度中國光學十大進展」(第十五屆)。量子密鑰分發、光子晶片、智能雷射器、全色雷射顯示等20項重大光學進展入選(基礎研究類與應用研究類各10項)。微納雷射光源在雷射顯示、照明、集成光學、光電子通訊等領域具有非常廣泛的應用前景。但是,由於缺乏有效的藍光發射材料,高性能藍光雷射的研究一直面臨挑戰。中科院上海光機所張龍、董紅星研究員領銜的微結構光物理研究團隊,發現一種新型材料能夠實現有效藍光發射,成功實現高性能藍光單模雷射輸出。
  • 深度好文:大功率半導體雷射器研究進展!
    解決這些問題一般通過以下方法: 提高晶體生長質量;改進位備工藝和封裝技術;增大光斑尺寸;優化傳熱結構和散熱方法等。近年來,由於半導體雷射器轉換效率的提升和封裝散熱工程的改進,半導體雷射器單管報導的最長壽命很多已達到十萬小時以上,線陣的可靠性也有了非常明顯的提高。單管和 bar 條的研究進展如表 5 和表 6所示。
  • 上海科技大學研究團隊在低介電常數材料研究中取得重要進展!
    上海科技大學物質科學與技術學院王宏達課題組與孫兆茹課題組開展實驗與理論協作,在低介電常數(low k)材料探索研究取得重要進展,研究成果以「Inorganic Low k Cage-molecular Crystals」為題,在國際知名學術期刊Nano Letters上在線發表。
  • 上海光機所在鎖模光纖雷射器光譜控制技術研究中取得進展
    中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射物理聯合實驗室在鎖模光纖雷射器光譜控制技術研究中取得新進展,分析了增益不均勻性、無源器件透射譜等腔內光譜整形效應對鎖模光纖雷射器運行狀態的影響,同時通過對腔內的Lyot濾波函數的優化,增強了鎖模雷射器的自啟動能力和穩定性,實現了鎖模光譜的優化控制。
  • 發光學報(特約綜述)| 鉛滷鈣鈦礦微納結構的受激輻射研究
    本文介紹了鉛滷鈣鈦礦作為增益介質的受激輻射研究進展,對已報導的納米晶、微米晶及薄膜的受激輻射性能進行了比較,討論了晶體維度、泵浦條件等對受激輻射閾值、模式的影響。針對雷射器件小型化以及晶片光互聯、超靈敏檢測等發展趨勢和需求,對該領域的機遇與挑戰進行了展望。1.
  • 雷射冷卻納米機械振蕩器至零點能量
    江蘇雷射聯盟導讀:新進展!據頂刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》報導:藝術家表演所用的光學機械矽納米束可以採用雷射進行冷卻。這一進展對量子技術的應用具有十分重要的意義。我們帶您一探究竟。
  • 同濟大學研究團隊在二階非線性光學氧化物晶體方面取得系列重要...
    線性和二階非線性光學晶體是重要的光電信息功能材料,是光電子技術特別是雷射技術的重要物質基礎,是高新技術中不可或缺的關鍵材料,在納米、醫藥、生物、精密製造、光通訊等高新技術領域具有重要的科學價值和廣闊的應用前景。
  • 張弛教授研究團隊在二階非線性光學氧化物晶體方面取得系列重要...
    張弛教授研究團隊在二階非線性光學氧化物晶體方面取得系列重要研究成果,成果發表於德國《應用化學》 來源:化學科學與工程學院   時間:2020
  • 好文分享:深度解讀高效雷射波長轉換晶體-PPLN
    ;與此相比,外加電場極化法的極化反轉深度可貫穿整個晶片厚度,對反轉疇的控制比較精確,疇反轉周期能做到很小(可達幾個微米),並且能夠在室溫下進行,重複性好。33. 周期性極化鈮酸鋰(PPLN)應用PPLN晶體最重要的應用在於雷射頻率轉換,通過PPLN晶體可以獲得已有雷射器不能獲得的波長。隨著鈮酸鋰工藝技術的進步和完善,應用領域也逐步地擴展,其在高速光通訊、量子通訊、電光效應方面有著廣泛的應用。
  • 第十一屆亞太雷射會議(APLS)在中國西安成功舉行
    本次會議設12個專題進行了分會報告和討論,包括固體雷射、光纖雷射、超高強度雷射、超快光子學、納米光子學、光化學、雷射測量、雷射生物醫學、太赫茲輻射、雷射材料加工,先進雷射材料、非線性光學和量子光學等專題。經各專題委員會的精心推薦,會議共安排了3篇大會報告、110篇邀請報告、20篇口頭報告及30多份張貼報告。
  • 一文了解「三大基礎雷射晶體材料」
    經過幾十年的發展,雷射基質晶體已從最初的數種增加到幾十種,其中應用最廣泛的有三種,分別是摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG);摻釹礬酸釔(Nd:YVO4)和摻鈦藍寶石(Ti:Al2O3),它們也被統稱為「三大基礎雷射晶體」。
  • 幹擾素信號通路研究獲進展
    圖為TRAF3的TRAF結構域和Cardif多肽的晶體結構 (圖片來源於Science Signaling 網站)11月13日,Science Signaling雜誌作為封面文章在線發表了中科院生物物理所劉迎芳和程根宏