项目名称: 新型铥掺杂氧化镥钪陶瓷光谱展宽效应及2μm波段超快激光特性研究

项目编号: No.61308047

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 黄海涛

作者单位: 江苏师范大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 2μm波段超快激光是近年来全固态超快激光技术的研究热点之一。新型铥掺杂氧化镥钪陶瓷同时具备高的热导率和独特的光谱特性,是获得高平均功率2μm超快激光的有潜力的激光介质。本项目将系统研究该新型陶瓷的光谱展宽效应,评价其在2μm波段高平均功率超快激光的运转特性,具体内容包括:明确铥离子掺杂浓度、镥钪比对陶瓷热导率的影响规律;揭示荧光增益线宽、受激发射截面、激光上能级寿命等随镥钪比的变化趋势,找到平衡该型激光陶瓷热导率与光谱展宽效应的关键参数;探究激光陶瓷特性、饱和吸收体参数与超快激光输出功率、脉冲宽度等的内在关系,基于SESAM、石墨烯等成熟的锁模元件,实现LD泵浦陶瓷激光器连续波锁模运转, 获得平均输出功率>1W的2μm波段飞秒激光输出。希望通过本项目的实施,能够为高平均功率2μm波段超快激光产生提供有效的材料和技术支撑。

中文关键词: 中红外固体激光器;高功率板条激光器;倍半氧化物激光陶瓷;金纳米棒饱和吸收体;短脉冲

英文摘要: Laser sources delivering ultrashort pulses in the 2 μm spectral region are becoming a research focus in the field of ultrafast all-solid-state laser technology. Due to the advantage of high thermal conductivity and distinctive spectroscopic characteristics, novel Tm:(LuxSc1-x)2O3 ceramic is a promising laser material for achieving high power ultrafast lasers in the 2 μm spectral region. This project will systematically study the spectral lines broadening effect of the novel ceramic and evaluate the performance of high power ultrafast Tm:(LuxSc1-x)2O3 ceramic laser in the 2 μm spectral region. The main research contents include: understanding the influence of Tm3+ doping concentration and ratio of Sc/Lu on the thermal conductivity of ceramic; indicating the dependence of the emission linewidth, stimulated emission cross-section and lifetime of upper laser level on the ratio of Sc/Lu, and finding the key parameters for balancing the thermal conductivity and spectral lines broadening in Tm:(LuxSc1-x)2O3 ceramic; exploring the influence of the characteristics of laser ceramic and saturable absorber on the average output power and pulse width, realizing the mode-locking operation of LD pumped Tm:(LuxSc1-x)2O3 ceramic laser by use of SESAM or graphene, and generating the femtosecond laser pulses in the 2 μm spectral r

英文关键词: Mid-infrared solid state laser;High power slab laser;Sesquioxide laser ceramics;Gold nanorods saturable absorber;Short pulse generation

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