安光所团队在2.8微米高熵晶体制备及激光性能研究方面取得新进展

近期，中国科学院安光所光学晶体与中红外激光课题组在2.8微米（μm）波段高熵晶体制备及激光性能研究方面取得新进展，相关研究成果以Structure，　spectroscopy　and　enhanced　2.8μm　laser　performance　of　a　high－entropy　Er：GdLuYSGG　crystal《高熵Er：GdLuYSGG晶体的结构、光谱及增强的2.8μm激光性能研究》为题发表在晶体学领域一区期刊Crystal　Growth　＆　Design上。

2.8μm附近中红外超短脉冲激光在空间通信、行星探测等领域有着重要应用前景。然而，当前可实现2.8μm激光的晶体普遍存在窄带低效输出或抗辐照能力弱等问题，无法满足空间辐照环境对高效、稳定2.8μm超短脉冲激光的应用需求。

针对这一问题，研究人员结合石榴石结构氧化物晶体的优势，引入高熵设计理念，突破了高熵晶体材料制备难度大的关键技术瓶颈，成功研制出一种30at．％铒掺杂钆镥钪镓石榴石结构氧化物晶体（Er：GdLuYSGG）。通过多种阳离子协同调控，高熵Er：GdLuYSGG晶体中由晶格畸变引起的局域场调制效应，导致966　nm波段吸收带和2.8μm附近荧光发射带均实现一定程度的展宽。团队采用半导体激光器端面泵浦高熵Er：GdLuYSGG晶体，成功获得了平均功率1062mW（毫瓦）、光束质量因子1.35／1.37的2.8μm连续激光输出。相较于传统Er：LuYSGG晶体，其中红外激光性能得到了提升，最大平均输出功率增加了约16.8％。研究表明，高熵Er：GdLuYSGG晶体有望成为实现2.8μm可调谐或超快激光输出的高性能增益介质。

该研究不仅可为中红外超短脉冲激光器的发展提供关键材料支撑，也能够进一步推动高熵氧化物晶体材料基础研究与实用化进程。

张会丽副研究员为本论文第一作者，孙敦陆研究员为论文通讯作者。该研究工作得到了安徽省自然科学基金、固体激光技术重点实验室基金、安徽省光子器件与材料重点实验室基金等项目的资助。

高熵Er:GdLuYSGG晶体内容摘要图