本项目首次提出一种Na+和Yb3+双掺的CaF2激光晶体。这一思想的出发点是在Yb3+:CaF2晶体中引入Na+实现电荷补偿,起到抑制Yb2+和阻止Yb3+离子团簇结构形成的双重作用;而且,通过调节Na+离子的配比可调控Yb3+离子在CaF2晶体中的格位结构。我们采用温梯法生长了多种不同掺杂浓度的Na+,Yb3+:CaF2激光晶体,毛坯直径为76mm,晶体完整透明,具有高的光学质量。系统地研究了Na+离子掺杂浓度对晶体结构、分凝系数、热导率和光谱性能的影响,以及光谱性能的温度效应。在此基础上,与国内外多家激光技术研究机构开展了合作研究,分别实现了Na+,Yb3+:CaF2晶体的自调Q、锁模、CPA和低温飞秒激光运转。特别是奥地利维也纳工业大学应用该晶体实现了低温飞秒激光器,而且美国的IMRA公司正在开发相关的激光器产品;德国Jena大学正在建设的面向全LD泵浦PW级超高峰值功率激光装置的POLARIS工程采用该晶体也初步获得了TW量级的激光脉冲。 本项目所取得的研究成果在Opt. Express、Appl. Phys.Lett.等国际重要刊物上发表了25篇学术论文,出版专著1本。
英文主题词CaF2; Yb-doped laser crsytal; Site structure; Femtosecond laser