掺镱飞秒激光晶体研究进展

作者：孙士家; 娄斐; 林州斌; 钟德高; 滕冰^*

来源：强激光与粒子束, 2020, 32(01): 46-58.

• 飞秒激光
• 激光晶体
• 3+离子" name="keyword">Yb3+离子
• 激光二极管
• 3+:Sr3Y2(BO3)4" name="keyword">Yb3+:Sr3Y2(BO3)4
• 3+:Sr3Gd2(BO3)4" name="keyword">Yb3+:Sr3Gd2(BO3)4

飞秒激光在军事、医学、通讯、加工等领域有着重要应用,已经成为新世纪激光技术领域的研究热点。得益于激光二极管(LD)的快速发展,以LD作为泵浦源成为新型全固态飞秒激光器的发展趋势。Yb3+离子掺杂的激光晶体材料因其独特的能级结构、宽带吸收与发射等优势,逐渐成为LD直接泵浦并实现1.0μm飞秒激光输出的重要增益介质。详细总结了当前掺Yb3+飞秒激光晶体的研究进展,分析了目前存在的主要问题,给出了未来飞秒激光晶体发展的两个建议方向:高效率小功率飞秒激光和大功率高能量飞秒激光。以Yb3+:Sr3Y2(BO3)4晶体为例,详细研究了其晶体生长、光谱、连续与飞秒激光性能,并实现了中心波长在1 060 nm处脉宽为116 fs,平均输出功率为1.08 W,光光转换效率为33.1%的高效率飞秒激光输出,表明Yb3+:Sr3Y2(BO3)4及其同体系晶体是一类优异的高效率飞秒激光材料。

• 单位
  数理学院; 青岛科技大学; 中国科学院福建物质结构研究所; 青岛大学