近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所先進(jìn)激光與光電功能材料部激光晶體研究中心杭寅研究員團(tuán)隊在摻釹鈧酸釓(Nd:GdScO3)激光晶體研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Nd:GdScO3 crystal: Polarized spectroscopic, thermal properties, and laser performance at 1.08 μm”為題發(fā)表于Optics and Laser Technology。
 

　　Nd:GdScO3晶體屬于正交晶系，具有聲子能量小、對結(jié)構(gòu)畸變耐受性高、可直接產(chǎn)生偏振激光輸出等特點(diǎn)，是一種新型的激光晶體。然而，由于該晶體熔點(diǎn)較高(>2100oC)，獲得大尺寸晶體不易，在一定程度上限制了對它的研究與應(yīng)用。
 

　　研究團(tuán)隊采用提拉法成功生長出Nd:GdScO3晶體，系統(tǒng)地對晶體的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、光譜和激光性能進(jìn)行了研究。Nd:GdScO3晶體在806.5nm處的吸收截面為4.67×10-20 cm2，在~1.08μm處的發(fā)射截面為9.405×10-20 cm2，相應(yīng)的熒光壽命為147.4μs。通過JO光譜理論計算晶體的輻射壽命為187.36μs，發(fā)光量子效率為78.7%。報道了Nd:GdScO3晶體的激光性能，當(dāng)晶體吸收6.91W的泵浦功率時，獲得了3.16W連續(xù)激光輸出，斜效率47.5%，激光波長為1085.4nm。研究結(jié)果表明Nd:GdScO3晶體是一種性能優(yōu)良的激光晶體材料，有望應(yīng)用于激光加工、激光焊接、激光醫(yī)療等領(lǐng)域。
 

　　該工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青促會及上海市等項目的支持。
 

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圖1. Nd:GdScO3晶體的發(fā)射截面
 

圖2. Nd:GdScO3晶體連續(xù)激光輸出
 

圖3. 激光光譜