AOM：光子玻璃局域結構設計與脈沖激光產生

【中玻網】光纖激光器在先進制造、國防和醫學等領域都具有十分廣泛的應用。它的一個重要發展方向是研制全光纖化高功率脈沖光纖激光器，其中一個關鍵點是如何在光纖中實現脈沖激光產生，并能與現有光纖激光器無缺結合。雖然現有的脈沖調制材料（如貨品納米復合材料、石墨烯和碳納米管以及拓撲絕緣體）已經被證明可用于激光脈沖的產生，但其在長期工作穩定性以及和光纖連接等方面仍具有非常大局限性。光子玻璃具有優異物理化學性能（如高穩定性和抗激光損傷閾值），且容易制備成光纖。因此，如果能在光子玻璃中實現脈沖調制功能，對于實現真實意義上的全光纖脈沖激光器具有重要意義。

　　近日，華南理工大學發光材料與器件國家要點實驗室的周時鳳教授、山東大學晶體材料國家要點實驗的于浩海教授和相關研究人員合作，設計并制備了高品質的Cr4+離子激活光子玻璃，并以此作為被動調Q光學元件實現了Nd3+離子在1064 nm的穩定納秒脈沖輸出。研究采用原位結晶策略實現了非晶態基質中Cr離子價態和局域化學環境的同步調控，實驗數據表明Cr3+和Cr4+離子在光子玻璃中分別位于不同局域結構單元中，有效舒緩了能量傳遞過程。重要的是，研究證實了基于該局域化學環境剪裁的光子玻璃，是一種效率高的脈沖產生介質，實現了Nd3+離子在1064 nm的被動調Q脈沖輸出，重復頻率為250 KHz，脈寬為176 ns。此外，通過熔融-纖芯法成功制備了結構均勻的光子玻璃光纖，有望應用在全光纖化的脈沖激光器中。研究者認為，這一方法構建了光子玻璃宏觀光學響應與微結構之間的關系，對于相關無定形材料體系的功能化具有參考意義。

　　相關文章在線發表在Advanced Optical  Materials（DOI:10.1002/adom.201801413）上。