【光学前沿】重大突破！西安光机所成功研制室温Ho:YLF薄片激光器
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所（XIOPM）付玉喜教授领导的研究团队取得了一项重大科研成果。他们首次成功开发出室温掺钬氟化钇锂（Ho:YLF）复合薄片激光器，相关研究成果发表于《OpticsExpress》。这一突破为激光技术领域带来了新的曙光，有望推动多个相关领域的快速发展。
在激光技术的应用中，工作在2μm光谱范围内的激光器具有独特的优势。其对眼睛的安全性较高，在使用过程中能有效减少对人体的潜在伤害；水对该波段激光的高吸收率，使其在医疗、工业加工等领域有广泛的应用前景；同时，低大气衰减的特性也让它在光通信、遥感等方面备受青睐。然而，传统的2μm激光器存在一个明显的短板——通常需要低温冷却来控制热效应。这不仅增加了系统的复杂性，大幅提高了成本，还限制了其在紧凑型、空间受限和移动平台中的应用。因此，开发高功率室温2μm激光器成为全球科研人员竞相追逐的重要研究方向。
此次西安光机所的研究团队另辟蹊径，开发出一种基于Ho:YLF的新型复合薄片结构。他们巧妙地将2at.%掺杂的Ho:YLF晶体与未掺杂的YLF覆盖层结合在一起。这一创新设计带来了诸多好处，显著提高了晶体的机械坚固性，就像是给激光器的“心脏”穿上了一层坚固的铠甲，让其更加稳定可靠；同时，还有效抑制了自发辐射的放大效应，大大增强了激光输出的稳定性。
为了进一步提升激光器的性能，研究人员还对光学泵浦系统进行了优化。他们采用了具有12个泵浦周期的多通道配置，并结合了高效的热管理策略。这种组合拳不仅确保了激光器能够实现高功率输出，还最大限度地降低了热透镜效应，从而获得了卓越的光束质量。
从实验结果来看，这款新型激光器的表现堪称惊艳。当由直径为1.8mm的1940nm掺铥光纤激光器泵浦时，它的峰值输出功率达到了26.5W，光效率为38.1%，斜率效率为42.0%。而且，其光束质量几乎达到衍射极限，功率稳定性的相对标准偏差仅为0.35%。如此出色的性能数据，充分证明了这款激光器的先进性和可靠性。
付玉喜教授表示，这项工作为开发结构紧凑、经济高效的高功率2μm激光器铺平了道路。按照目前的研究趋势，该类型激光器未来甚至有可能达到100W水平，这将极大地推动超快激光科学的发展。此外，它还为开发高功率和便携式红外激光系统提供了一种全新的方法，有望在军事、医疗、工业等多个领域引发新一轮的技术变革。
随着这项技术的不断成熟和推广应用，相信在不久的将来，我们将在更多场景中看到这款室温Ho:YLF薄片激光器的身影，它将为人们的生活和社会的发展带来更多便利和惊喜。让我们共同期待激光技术在这一突破的带动下，迎来更加辉煌的明天。
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