安光所團隊在2.7微米LD泵浦大能量調Q激光研究方面取得新進展

　　【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院安光所激光技術中心在2.7微米(µm)大能量及調Q激光性能研究方面取得新進展。該研究實現了迄今為止公開報道的LD泵浦中紅外鉺離子(Er³?)摻雜固態激光器中最高的調Q及自由運轉脈沖激光能量輸出，相關研究成果以《LD側面泵浦大能量中紅外Er，Pr：GYAP激光運轉》High-energy　mid-infrared　Er，Pr：GYAP　laser　with　LD　side　pumping為題發表在光學領域知名期刊《光學快報》Optics　Express上。
 

　　2.7微米波段的中紅外激光，尤其是該波段的高峰值功率、大能量調Q激光，在激光手術、先進制造和激光泵浦源等領域具有重要的潛在應用價值。然而，目前2.7　微米波段大能量激光仍然主要采用熱效應嚴重、效率低的氙燈泵浦方式激發，而結構緊湊、效率高的LD泵浦條件下的輸出能量仍相對較低，無法滿足相關領域的應用需要。
 

　　針對這一問題，研究人員通過在聲子能量低、熱導率高的YAlO3(YAP)晶體中引入釓離子(Gd3+)及鐠離子(Pr3+)，實現光譜展寬和自終止效應抑制，獲得了一種有利于大能量調Q激光運轉的新型Er，Pr：GYAP晶體。團隊采用LD側面泵浦Er，Pr：GYAP晶體棒，自由運轉模式下，當工作頻率30　赫茲、泵浦脈寬1　毫秒時，在熱鍵合與非鍵合晶體棒分別實現了最大輸出能量1.21焦和0.94焦的激光輸出。此外，在采用硅酸鎵鑭(La3Ga5SiO14)晶體進行電光調Q時，10赫茲重復頻率下的熱鍵合晶體中獲得了最大脈沖能量125毫焦、脈寬33.55納秒、峰值功率3.7兆瓦的2.712微米大能量激光輸出。研究表明，增大泵浦脈寬會顯著降低從自由運轉到調Q運轉的轉換效率，表明放大自發輻射(ASE)在儲能過程中造成了顯著的能量損失。
 

　　該研究不僅可為中紅外大能量及調Q激光器的發展提供材料支撐和技術指導，也能夠進一步推動中紅外激光的功率提升和實用化進程。
 

　　權聰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。該研究工作得到了中國科學院重點部署青年項目、安徽省自然科學基金、安徽省光子器件與材料重點實驗室基金等項目的資助。
 

　　引用：安光所團隊在2.7微米LD泵浦大能量調Q激光研究方面取得新進展 安徽光學精密機械研究所 【引用時間：2026年7月9日】