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AOM：光子玻璃局域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與脈沖激光產(chǎn)生

2019-06-26 來(lái)源：MaterialsViews

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【中玻網(wǎng)】光纖激光器在先進(jìn)制造、國(guó)防和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都具有十分廣泛的應(yīng)用。它的一個(gè)重要發(fā)展方向是研制全光纖化高功率脈沖光纖激光器，其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是如何在光纖中實(shí)現(xiàn)脈沖激光產(chǎn)生，并能與現(xiàn)有光纖激光器無(wú)缺結(jié)合。雖然現(xiàn)有的脈沖調(diào)制材料（如貨品納米復(fù)合材料、石墨烯和碳納米管以及拓?fù)浣^緣體）已經(jīng)被證明可用于激光脈沖的產(chǎn)生，但其在長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性以及和光纖連接等方面仍具有非常大局限性。光子玻璃具有優(yōu)異物理化學(xué)性能（如高穩(wěn)定性和抗激光損傷閾值），且容易制備成光纖。因此，如果能在光子玻璃中實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制功能，對(duì)于實(shí)現(xiàn)真實(shí)意義上的全光纖脈沖激光器具有重要意義。

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　　近日，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國(guó)家要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的周時(shí)鳳教授、山東大學(xué)晶體材料國(guó)家要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的于浩海教授和相關(guān)研究人員合作，設(shè)計(jì)并制備了高品質(zhì)的Cr4+離子激活光子玻璃，并以此作為被動(dòng)調(diào)Q光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)了Nd3+離子在1064 nm的穩(wěn)定納秒脈沖輸出。研究采用原位結(jié)晶策略實(shí)現(xiàn)了非晶態(tài)基質(zhì)中Cr離子價(jià)態(tài)和局域化學(xué)環(huán)境的同步調(diào)控，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明Cr3+和Cr4+離子在光子玻璃中分別位于不同局域結(jié)構(gòu)單元中，有效舒緩了能量傳遞過(guò)程。重要的是，研究證實(shí)了基于該局域化學(xué)環(huán)境剪裁的光子玻璃，是一種效率高的脈沖產(chǎn)生介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了Nd3+離子在1064 nm的被動(dòng)調(diào)Q脈沖輸出，重復(fù)頻率為250 KHz，脈寬為176 ns。此外，通過(guò)熔融-纖芯法成功制備了結(jié)構(gòu)均勻的光子玻璃光纖，有望應(yīng)用在全光纖化的脈沖激光器中。研究者認(rèn)為，這一方法構(gòu)建了光子玻璃宏觀光學(xué)響應(yīng)與微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，對(duì)于相關(guān)無(wú)定形材料體系的功能化具有參考意義。

　　相關(guān)文章在線發(fā)表在Advanced Optical  Materials（DOI:10.1002/adom.201801413）上。

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