近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室胡麗麗研究員團隊與成都信息工程大學合作，報道了基于Nd3+摻雜石英光纖的百瓦量級900nm全光纖激光。相關成果以“High-power lasing at ～900 nm in Nd3+-doped fiber:a direct coordination engineering approach to enhance fluorescence”為題發(fā)表于Optica。
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900 nm 激光可直接用于泵浦摻 Yb3+激光材料、大氣探測和生物雙光子成像，其倍頻產(chǎn)生的深藍激光在面向水下通信、原子冷卻、激光存儲及激光加工等領域具有重大意義。目前，研究者們主要通過半導體激光器、固體（晶體和陶瓷）激光器和摻Nd光纖激光器實現(xiàn) 900 nm 激光輸出。而摻Nd石英光纖激光器小型輕量化、波長連續(xù)可調(diào)、光束質(zhì)量高、易于實現(xiàn)高重復頻率、通過光束合成可獲得大脈沖能量等優(yōu)點使其成為今年來的研究熱點。但通常摻Nd3+激光材料的主要發(fā)射位于1060 nm，這導致900 nm激光效率低下且極易產(chǎn)生1060 nm自發(fā)輻射，強烈限制了其輸出功率和應用。目前，研究者們通過空間濾波、低溫運轉、波導設計等方式被動地壓制1060 nm自發(fā)輻射，然而全光纖結構的900 nm激光輸出功率仍停留在瓦級水平，極大限制了900 nm激光的應用和發(fā)展。 T__
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該研究團隊從基礎理論出發(fā)，創(chuàng)新性地提出了一種直接配位工程方法將鹵素引入石英玻璃中Nd3+的最緊鄰配位，以提高成鍵的共價性，主動地增強了Nd3+的900 nm發(fā)射強度。引入碘元素的摻Nd3+石英玻璃顯示出在摻Nd3+的材料中很少觀察到的熒光反轉現(xiàn)象，即其 900 nm發(fā)射強度超過了通常更強的1060 nm發(fā)射強度。使用該石英玻璃為纖芯的雙包層光纖，在全光纖MOPA結構實現(xiàn)了比當前記錄高50倍的功率(113.5 W)。該工作為900 nm高功率光纖激光器的開發(fā)和應用提供了新思路，同時為調(diào)節(jié)稀土摻雜材料的光譜性質(zhì)提供了一條新的途徑。 |CQjgI|;  
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相關研究得到了國家自然科學基金的支持。 X`Lv}6}xT  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.494868