7月，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)研發(fā)中心胡麗麗研究員、張軍杰研究員課題組承擔(dān)的科技部863項目2007AA03E441“2微米稀土摻雜激光玻璃光纖研制項目”工作取得突破性進(jìn)展。該研究組利用自行研制的銩單摻雙包層碲酸鹽玻璃光纖，首次實(shí)現(xiàn)800nm LD泵浦下~2微米瓦級激光輸出，輸出功率達(dá)到1.12瓦，創(chuàng)造了目前碲酸鹽玻璃光纖中~2微米激光輸出的最高紀(jì)錄。
~2微米中紅外光纖激光在激光醫(yī)療、人眼安全激光雷達(dá)、遙感探測、大氣監(jiān)測等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，近年來成為國際研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。在眾多玻璃材料中，碲酸鹽玻璃擁有諸多優(yōu)于其他多組分玻璃的特性，是~2微米激光輸出的理想基質(zhì)。2008年，英國Leeds大學(xué)的Billy Richards等人用32cm長銩單摻碲鋅基玻璃光纖，在1.6μm激光泵浦下獲得了280毫瓦~2μm激光輸出；同年，英國St. Andrews.大學(xué)的F. Fusari等人用793nm連續(xù)鈦寶石激光器，在銩單摻碲鋅基玻璃微片中獲得124毫瓦1.9μm激光輸出(Opt.Lett., 33, 402, 2008; Opt. Express, 16, 19146, 2008)。2009年，Billy Richards等人用1088nm激光泵浦，在鐿銩共摻碲鋅基玻璃光纖中獲得了67毫瓦~2μm激光輸出(J Mater Sci: Mater Electron., 20, 317, 2009; Laser Phys. Lett. 7, 177, 2010)。在前期的研究中，由于碲酸鹽玻璃基質(zhì)成分和光纖結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵性缺陷，限制了碲酸鹽玻璃光纖實(shí)現(xiàn)更高功率的~2微米激光輸出。
該課題組李科峰、張光等人經(jīng)過18個月的艱苦探索，研究出擁有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg>450℃)，低熱膨脹系數(shù)(CTE<125×10-7/℃)，良好抗析晶穩(wěn)定性的新型碲酸鹽玻璃配方，并經(jīng)過多次試驗獲得1310nm處損耗小于2.9 dB/m的銩單摻雙包層碲酸鹽玻璃光纖。在激光實(shí)驗中采用803nm LD 泵浦40cm長摻銩雙包層碲酸鹽玻璃光纖，測得激光閾值為1.46W，在最大泵浦功率6.95W時輸出功率達(dá)到1.12W，光~光效率大于16% (對應(yīng)的斜率效率為~20%)，激光中心波長為1937nm，輸出激光波長范圍為1930~1953nm。該結(jié)果目前已遠(yuǎn)優(yōu)于國際同行的報道。
此研究獲得了首根瓦級~2微米激光輸出的碲酸鹽玻璃光纖，為碲酸鹽玻璃光纖在中紅外光纖激光領(lǐng)域應(yīng)用提供了新的激光工作物質(zhì)選擇。
該研究項目得到了中國科學(xué)院和國家外國專家局創(chuàng)新團(tuán)隊國際合作伙伴計劃項目經(jīng)費(fèi)的支持。
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