1 暨南大学光电工程系，广州 510632
2 广东省晶体与激光技术工程研究中心，广州 510632
本文采用激光加热基座法生长出一系列掺杂不同Er3+浓度(摩尔分数)的Er∶CaGdAlO4(Er∶CGA)激光晶体，并对制备出的系列晶体开展详细的光学性能研究。结合J-O理论计算和光学性能表征，通过对比吸收光谱中780~840和955~1 020 nm的最大吸收系数、吸收截面、半峰全宽和辐射寿命等，以及荧光发射光谱的发射强度、发射截面和能级荧光寿命等光学性能参数，得到Er3+的最佳掺杂浓度为5%。该工作为获得一种有望用于1.5~1.7 μm近红外波段全固态激光器的新型激光增益介质提供了一定的实验基础。
1.5~1.7 μm近红外激光 Er∶CGA晶体 激光加热基座法 光学性能 全固态激光器 增益介质 1.5~1.7 μm NIR laser Er∶CGA crystal laser-heated pedestal growth method optical property all-solid-state laser gain medium
1 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室， 山西 太原 030024
2 太原理工大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024
3 山西浙大新材料与化工研究院， 山西 太原 030032
4 陕西科技大学 材料原子⁃分子科学研究所， 陕西 西安 710021
微型激光器具有体型小、光束质量高、激光亮度强和响应速度快等优点，在**、医疗和通信等领域展现出极大的应用潜力。增益介质作为微型激光器的核心部分，是一类具有放大自发辐射特性的材料。其本身的放大自发辐射特性对激光器性能起着至关重要的作用，直接影响微型激光器的阈值、激光能量、稳定性和波长调谐性等性能。近年来，各种新型具有放大自发辐射性能的材料被相继开发，并在各类微型激光器中崭露头角。本文首先介绍激光器中增益介质的放大自发辐射工作原理；然后系统综述微型激光器用各类光学增益介质的特性及不同模式谐振腔产生激光的研究现状，指出目前这些材料所存在的问题，并提出解决策略；最后对其未来发展进行展望，以期对微型激光器的研发有所裨益。
微型激光器 放大自发辐射 增益介质 谐振腔 microlasers amplified spontaneous emission gain medium optical resonator
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 中国科学院强激光材料重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
重频纳秒大能量激光器在科研探究、工业制造、**防务等领域发挥着重要作用，本文详细介绍了Yb3+ 或 Nd3+稀土离子掺杂的激光晶体、激光玻璃和激光陶瓷的研究进展以及相应的重频纳秒大能量激光器代表性成果，分析了激光增益介质发射截面、热导率、上能级寿命等参数特性对激光系统的影响。针对重频纳秒大能量激光器增益介质的选择制备、热管理、自发辐射放大效应管控展开讨论并梳理解决对策，对其未来的发展前景进行了展望。
重频脉冲激光器 大能量激光器 Yb3+ Nd3+ 增益介质 heavy frequency pulse laser large energy laser Yb3+，Nd3+，gain medium
1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
近年来，钙钛矿材料及器件由于其优异的光电特性取得了巨大的研究进展。特别是准二维卤化物钙钛矿材料，因其具有激子结合能大、激子‐光子强耦合和稳定性好等优点，在光电器件领域显示出很大的应用潜力。此外，准二维钙钛矿中自发形成的量子阱结构允许激子能量从小n相转移到大n相，能够有效促进激子利用率和粒子数反转，这使得准二维钙钛矿材料能够成为激光器中的光学增益介质。本文首先介绍了准二维钙钛矿的晶体结构和优异的光学性能，进而总结了调节准二维钙钛矿晶相结构的几种策略。最后，回顾了准二维钙钛矿微纳激光器的发展，并对准二维钙钛矿材料和激光器件的研究进行了总结和展望。
准二维钙钛矿 晶相调控 增益介质 激光器 quasi-2D perovskite crystal orientation gain medium laser
1 中国科学院空天信息创新研究院光学工程研究部，北京 100094
2 中国科学院大学光电学院，北京 100049
3 中国电子科技集团公司第十一研究所固体激光技术重点实验室，北京 100015
针对热效应劣化激光光束质量、限制激光功率水平提升的问题，研究了激光二极管侧面折返泵浦的多边形Nd∶YAG的热效应，进行了有限元数值模拟计算和实验研究。对于侧面90°切割和45°切割的两种多边形薄片增益介质，对比分析了在侧面泵浦方式下，介质轴向及径向的泵浦光吸收功率分布和温度分布。实验测量了侧面折返泵浦模式下，45°切割的增益介质的荧光分布、温度分布和热致波前畸变，实验结果与理论分析吻合。研究表明，侧面折返泵浦的45°切割多边形薄片增益介质有利于实现储能近平顶分布，并进一步降低增益介质的热效应。
激光器 薄片增益介质 侧面泵浦 折返泵浦 热效应 中国激光
2022, 49(21): 2101002
强激光与粒子束
2021, 33(5): 051001
1 江苏师范大学 物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
2 江苏锡沂高新材料产业技术研究院, 江苏 徐州 221400
3 江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013
太阳光直接泵浦固体激光器相对于传统二极管泵浦激光器具有能耗低、效率高等优势, 在大气传感、深空通信及**安全等重要领域具有极大的应用潜力, 战略意义重大。本文综述了太阳光直接泵浦固体激光器的阳光收集光学系统、增益介质及泵浦系统设计的国内外研究进展, 揭示了其与激光输出质量及光转化效率提升的定向关联。提出在太阳光直接泵浦固体激光器发展中, 高汇聚效率及高功率的激光输出是核心研究目标, 而高品质增益介质是实现上述目标的关键所在。最后, 展望了太阳光直接泵浦固体激光器的未来发展趋势。
太阳光直接泵浦 固体激光器 阳光收集光学系统 增益介质 泵浦系统 direct solar pumping solid-state laser sunlight collecting optical system gain medium pump system
1 苏州科技大学机械工程学院， 江苏 苏州 215009
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室， 上海 201800
利用边缘光线原理设计了基于非成像反射腔的棒状放大器，采用相同氙灯放电参数和钕玻璃棒尺寸，数值模拟了成像和非成像两种不同反射腔作用下放大器钕玻璃棒的储能密度，并实验研究了小信号增益系数，模拟和实验结果吻合度较高。非成像反射腔具有特殊光学结构，能够反射全部抽运光至钕玻璃棒表面，从而提升光电转换效率，减少废热产生，提高抽运效率和放大器增益性能，使放大器更加高效、经济。
激光技术 激光放大器 抽运反射腔 增益介质 小信号增益系数 非成像 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 071408
中国工程物理研究院应用电子学研究所 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
为了保证Nd:YAG薄片激光器的高功率、高光束质量, 需解决薄片增益介质封装后的均匀散热、低波前畸变等关键问题。分析了封装过程中薄片增益介质的热应力, 模拟了连接界面无缺陷条件下薄片增益介质的热分布, 对封装工艺技术进行改进。优化的封装技术将薄片激光增益介质与微通道冷却器连接在一起, 采用超声扫描显微镜、激光干涉仪对薄片激光器的焊接界面与增益介质表面面形进行测试。结果表明: 该封装技术实现了直径Φ80 mm的大口径YAG薄片与冷却器焊料层均匀、无空洞的界面连接, 同时减小了焊接后薄片的波前畸变, Φ60 mm口径内面形畸变PV值小于1 μm, 均方根RMS值小于0.15 μm。该技术封装的单模块Nd:YAG薄片激光器输出功率达到2.3 kW。
薄片激光增益介质 封装 热均匀性 波前畸变 thin disk laser gain medium packaging thermal homogeneity wave-front distortion 红外与激光工程
2017, 46(12): 1205003
