上海光機所2微米稀土摻雜激光玻璃光纖研制項目獲進展

　　7月，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術研發中心胡麗麗研究員、張軍杰研究員課題組承擔的科技部863項目2007AA03E441“2微米稀土摻雜激光玻璃光纖研制項目”工作取得突破性進展。該研究組利用自行研制的銩單摻雙包層碲酸鹽玻璃光纖，首次實現800nm LD泵浦下~2微米瓦級激光輸出，輸出功率達到1.12瓦，創造了目前碲酸鹽玻璃光纖中~2微米激光輸出的最高紀錄。

　　~2微米中紅外光纖激光在激光醫療、人眼安全激光雷達、遙感探測、大氣監測等方面具有廣闊的應用前景，近年來成為國際研究的熱點領域之一。在眾多玻璃材料中，碲酸鹽玻璃擁有諸多優于其他多組分玻璃的特性，是~2微米激光輸出的理想基質。2008年，英國Leeds大學的Billy Richards等人用32cm長銩單摻碲鋅基玻璃光纖，在1.6μm激光泵浦下獲得了280毫瓦~2μm激光輸出；同年，英國St. Andrews.大學的F. Fusari等人用793nm連續鈦寶石激光器，在銩單摻碲鋅基玻璃微片中獲得124毫瓦1.9μm激光輸出(Opt.Lett., 33, 402, 2008; Opt. Express, 16, 19146, 2008)。2009年，Billy Richards等人用1088nm激光泵浦，在鐿銩共摻碲鋅基玻璃光纖中獲得了67毫瓦~2μm激光輸出(J Mater Sci: Mater Electron., 20, 317, 2009; Laser Phys. Lett. 7, 177, 2010)。在前期的研究中，由于碲酸鹽玻璃基質成分和光纖結構等關鍵性缺陷，限制了碲酸鹽玻璃光纖實現更高功率的~2微米激光輸出。

　　該課題組李科峰、張光等人經過18個月的艱苦探索，研究出擁有高玻璃化轉變溫度(Tg>450℃)，低熱膨脹系數(CTE<125×10-7/℃)，良好抗析晶穩定性的新型碲酸鹽玻璃配方，并經過多次試驗獲得1310nm處損耗小于2.9 dB/m的銩單摻雙包層碲酸鹽玻璃光纖。在激光實驗中采用803nm LD 泵浦40cm長摻銩雙包層碲酸鹽玻璃光纖，測得激光閾值為1.46W，在最大泵浦功率6.95W時輸出功率達到1.12W，光~光效率大于16% (對應的斜率效率為~20%)，激光中心波長為1937nm，輸出激光波長范圍為1930~1953nm。該結果目前已遠優于國際同行的報道。

　　此研究獲得了首根瓦級~2微米激光輸出的碲酸鹽玻璃光纖，為碲酸鹽玻璃光纖在中紅外光纖激光領域應用提供了新的激光工作物質選擇。

　　該研究項目得到了中國科學院和國家外國專家局創新團隊國際合作伙伴計劃項目經費的支持。