日前，中科院合肥研究院安徽光机所孙敦陆研究员课题组在1.06微米近红外和2.7－3微米中红外激光晶体的研究方面取得一系列研究新进展。

1.06微米激光广泛应用于加工、医疗、通讯、显示等领域。Nd3＋掺杂钇铝石榴石晶体具有物理化学性质稳定、机械强度和硬度高及热学性质优良等优点，适合高功率激光运转。然而，由于Nd3＋在YAG基质晶体中的有效分凝系数较低，不适合高浓度掺杂。此外，闪光灯泵浦Nd3＋单掺的YAG晶体还有着激光输出能量和效率低的问题。

针对以上问题，该课题组张会丽博士后等人通过共掺Cr3＋作为敏化剂，提高闪光灯泵浦效率，同时共掺Cr3＋还可以提高晶体的抗辐射性能。采用熔体提拉法成功生长出了高光学质量的Cr，Nd：YAG晶体，在重复频率为40赫兹时，实现了最大平均输出功率20.24W，电光效率3.00％和斜效率3.77％的激光输出，而在相同条件下，在Nd：YAG晶体上其值仅分别为13.32W、1.97％和2.47％，结果表明，通过掺入敏化离子Cr3＋可有效地提高激光性能，并且对光束质量影响较小。

2.7－3微米中红外激光广泛应用于生物医学、大气探测及科学研究等领域。该课题组采用提拉法生长了Er：YAG和Cr，Er：YAG晶体，对晶体质量、光谱、激光性能及光束质量进行了对比研究。重复频率为5赫兹时，在Cr，Er：YAG晶体上实现了最大单脉冲能量1.52焦耳，斜效率1.80％，电光效率1.28％的2.94微米中红外激光输出，而在相同条件下，在Er：YAG晶体上其值仅分别为0.99焦耳、1.31％和0.83％，结果表明，共掺Cr3＋使得Cr，Er：YAG晶体的中红外激光输出能量和效率均得到较大提高。

研究人员表示，以上工作对于提高1.06微米近红外及2.7－3微米中红外激光晶体的性能并推进其实际应用具有重要意义。相关研究成果分别以《共掺Cr3＋对Cr，Nd：YAG晶体的光谱和1.06微米激光性能影响的研究》和《共掺Cr3＋提高Er：YAG晶体单脉冲能量和激光效率的研究》为题，发表在学术期刊Optical Engineering和Infrared Physics ＆Technology上。