AOM：光子玻璃局域結構設計與脈沖激光產(chǎn)生

2019-06-26 來源：MaterialsViews

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【中玻網(wǎng)】光纖激光器在先進制造、國防和醫(yī)學等領域都具有十分廣泛的應用。它的一個重要發(fā)展方向是研制全光纖化高功率脈沖光纖激光器，其中一個關鍵點是如何在光纖中實現(xiàn)脈沖激光產(chǎn)生，并能與現(xiàn)有光纖激光器無缺結合。雖然現(xiàn)有的脈沖調(diào)制材料（如貨品納米復合材料、石墨烯和碳納米管以及拓撲絕緣體）已經(jīng)被證明可用于激光脈沖的產(chǎn)生，但其在長期工作穩(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現(xiàn)脈沖調(diào)制功能，對于實現(xiàn)真實意義上的全光纖脈沖激光器具有重要意義。

　　近日，華南理工大學發(fā)光材料與器件國家要點實驗室的周時鳳教授、山東大學晶體材料國家要點實驗的于浩海教授和相關研究人員合作，設計并制備了高品質的Cr4+離子激活光子玻璃，并以此作為被動調(diào)Q光學元件實現(xiàn)了Nd3+離子在1064 nm的穩(wěn)定納秒脈沖輸出。研究采用原位結晶策略實現(xiàn)了非晶態(tài)基質中Cr離子價態(tài)和局域化學環(huán)境的同步調(diào)控，實驗數(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構單元中，有效舒緩了能量傳遞過程。重要的是，研究證實了基于該局域化學環(huán)境剪裁的光子玻璃，是一種效率高的脈沖產(chǎn)生介質，實現(xiàn)了Nd3+離子在1064 nm的被動調(diào)Q脈沖輸出，重復頻率為250 KHz，脈寬為176 ns。此外，通過熔融-纖芯法成功制備了結構均勻的光子玻璃光纖，有望應用在全光纖化的脈沖激光器中。研究者認為，這一方法構建了光子玻璃宏觀光學響應與微結構之間的關系，對于相關無定形材料體系的功能化具有參考意義。

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

標簽：光學玻璃成分光學玻璃的應用

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