《基於摻鐿（銩）矽酸鈧晶體的超短脈衝雷射特性研究》是依託山東師範大學，由劉傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於摻鐿（銩）矽酸鈧晶體的超短脈衝雷射特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉傑
- 依託單位：山東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽酸鈧Sc2SiO5 (SSO) 是一種性能優良的新型雷射晶體基質，具有高熱導率、負折射率溫度係數等特徵，有望用於大功率雷射器。本項目擬在對摻鐿矽酸鈧（Yb:SSO）、摻銩矽酸鈧（Tm:SSO）晶體的物理與光譜特性全面表征的基礎上，首次從理論和實驗上研究半導體雷射泵浦下Yb:SSO、Tm:SSO晶體分別在1μm、2μm 波段被動鎖模超快雷射特性。擬採用半導體飽和吸收鏡（SEASM）為被動鎖模元件，研究Yb:SSO 1μm 波段連續波鎖模超快雷射機理以及穩定運轉的基本條件；探索採用新型半導體量子阱飽和吸收體實現Tm:SSO 2μm波段鎖模雷射輸出的可行性，揭示產生2μm 波段連續波雷射鎖模機理；並研究其色散特性，補償諧振腔內的群速度失配，最佳化吸收鏡參數和雷射腔參數，分別在1μm、2μm 波段實現較大穩定區域的高功率、寬調諧連續波超短脈衝雷射輸出。
結題摘要
矽酸鈧Sc2SiO5 (SSO) 是一種性能優良的新型雷射晶體基質，具有高熱導率、負折射率溫度係數等特徵。本項目對摻鐿矽酸鈧（Yb:SSO）、摻銩矽酸鈧（Tm:SSO）晶體的物理與光譜特性進行了全面的表征，測量了5%摻雜Yb:SSO、4%摻雜Tm:SSO晶體的光譜特性參數, 並對其熱透鏡效應特性、寬調諧雷射特性進行了測試；從理論和實驗上研究了LD泵浦Yb:SSO晶體以碳納米管、石墨烯、SESAM為調製元件的連續波鎖模機理及穩定性條件，實現了百飛秒量級脈寬的1μm波段超短脈衝雷射輸出；研究了摻銩矽酸鈧（Tm:SSO）晶體 2μm波段脈衝雷射輸出特性，分別採用碳納米管、石墨烯飽和吸收體作調製元件，實現了LD泵浦Tm：SSO晶體的2μm波段被動調Q、調Q鎖模、連續鎖模雷射運轉。分別搭建了1μm、2μm 波段超快雷射實驗系統，最佳化了諧振腔參數，為該類全固態超快雷射器的研製奠定了理論和實驗基礎，完成了預期目標。研究結果表明Yb:SSO/ Tm:SSO晶體在全固態超快雷射器件中有非常重要的實用價值和發展前景。同時本項目的成功實施對此類矽酸鈧超快雷射晶體的最佳化生長、對低成本波長調諧範圍寬的新型碳基飽和吸收體的製作研究也提供了重要的參考依據。基於相關的理論和實驗研究成果，本課題還對其它幾種性能相近的摻Yb（Tm）超快雷射晶體的超短脈衝雷射特性進行了研究，取得了一些創新性成果。在本項目的資助下，發表SCI 論文27 篇，EI 論文1篇，國核心心期刊論文2篇，授權國家發明專利1 項，獲山東省自然科學二等獎1 項，培養研究生8名。
