近期，中國科學院上海光學精密機械研究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摻釹鈧酸釓(Nd:GdScO3)激光晶體研究方面取得進展，相關成果以“Nd:GdScO3 crystal: Polarized spectroscopic, thermal properties, and laser performance at 1.08 μm”為題發表于Optics and Laser Technology。
 

　　Nd:GdScO3晶體屬于正交晶系，具有聲子能量小、對結構畸變耐受性高、可直接產生偏振激光輸出等特點，是一種新型的激光晶體。然而，由于該晶體熔點較高(>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用。
 

　　研究團隊采用提拉法成功生長出Nd:GdScO3晶體，系統地對晶體的結構、熱學、光譜和激光性能進行了研究。Nd:GdScO3晶體在806.5nm處的吸收截面為4.67×10-20 cm2，在~1.08μm處的發射截面為9.405×10-20 cm2，相應的熒光壽命為147.4μs。通過JO光譜理論計算晶體的輻射壽命為187.36μs，發光量子效率為78.7%。報道了Nd:GdScO3晶體的激光性能，當晶體吸收6.91W的泵浦功率時，獲得了3.16W連續激光輸出，斜效率47.5%，激光波長為1085.4nm。研究結果表明Nd:GdScO3晶體是一種性能優良的激光晶體材料，有望應用于激光加工、激光焊接、激光醫療等領域。
 

　　該工作得到國家自然科學基金、中國科學院青促會及上海市等項目的支持。
 

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圖1. Nd:GdScO3晶體的發射截面
 

圖2. Nd:GdScO3晶體連續激光輸出
 

圖3. 激光光譜