上海光機所在Pr:LaF3激光晶體性能研究方面取得新進展

近期，中科院上海光機所先進激光與光電功能材料部激光晶體研究中心杭寅研究員團隊在Pr³⁺濃度對Pr:LaF3晶體性能的影響方面取得新進展，相關(guān)研究成果以“Effects of Pr3+ doping concentration on optical properties of LaF3 crystal”為題發(fā)表于Optics and Laser Technology.

Pr:LaF3晶體是一種新型可見光激光晶體，具有較小的聲子能量（360 cm− 1）、較寬的吸收帶寬（6 nm）和較大的分凝系數(shù)（0.58）等特性。具有極大的潛力作為新型Pr³⁺摻雜激光材料的增益介質(zhì)，有望實現(xiàn)較高功率可見激光輸出。

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生長的Pr:LaF3晶體

研究團隊采用提拉法生長了摻雜濃度為0.5 at%和1 at%的Pr:LaF3晶體，并首次研究了Pr³⁺濃度對熒光壽命和激光性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)1 at%濃度的晶體具有較低的熒光壽命，這是因為高的摻雜濃度容易發(fā)生交叉馳豫現(xiàn)象，使得激光上能級的熒光壽命降低。利用該晶體首次實現(xiàn)了連續(xù)可見紅光激光輸出。其中，0.5 at%濃度的晶體輸出功率為176 mW，而1 at%濃度的晶體輸出功率僅為71.3 mW，并且輸出功率隨著吸收泵浦功率的升高出現(xiàn)了下降趨勢。研究結(jié)果表明，Pr:LaF3晶體是一種有應用潛力的可見光激光晶體，有望輸出較高功率的可見激光，應用在激光顯示、光通訊、生物醫(yī)療、工業(yè)加工等領(lǐng)域。

相關(guān)工作得到國家自然科學基金的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.109021