中文摘要：

激光发射波长在1微米附近、采用LD泵浦的全固态超快高功率激光器是目前固体激光研究领域的热点。其中镱离子（Yb）掺杂的宽调谐激光晶体材料是全固态超快高功率激光器的核心，近年来寻求低泵浦阈值、高效率、宽带发射、高热导率的掺Yb激光晶体材料是超快高功率激光研究领域的重要发展方向。项目申请人首次发现属于单斜晶系的掺镱硅酸钆（Yb:Gd2SiO5,简称Yb:GSO）晶体具有宽调谐（FWHM=70nm）、高热

结论摘要：

LD泵浦镱离子晶体全固态飞秒激光器，在生物医疗、超快化学研究、光谱学、工业加工等领域具有重要的应用前景，是固体激光研究领域的热点。镱离子掺杂的宽调谐激光晶体材料是全固态超快激光器的核心，本项目研究的新型掺镱硅酸钆（Yb:Gd2SiO5,简称Yb:GSO）晶体具有低对称双格位结构特征，其发射光谱宽、基态Stark能级分裂大；另外，Yb:GSO晶体热导率高（约4-5W/mK），因此Yb:GSO单晶体是一种新型的综合性能优良的宽调谐超光激光介质。本项目采用提拉法成功生长了不同Yb掺杂浓度直径为30mm的高光学质量Yb:GSO晶体，测试分析了Yb:GSO的晶胞参数、Yb分凝系数等，研究了Yb:GSO晶体中Yb的能级结构、吸收光谱、采用F－L公式和倒易法计算了Yb的发射截面和增益截面等光谱参数等。采用980nm的LD泵浦源抽运Yb:GSO晶体实现了连续宽调谐（1028nm～1095nm）激光输出，激光输出波长1094nm，输出功率3.8W，阈值77mW，斜效率75％。首次采用LD泵浦Yb:GSO晶体中实现343fs超快激光输出，输出波长1031nm，输出功率约396mW。