針對以上所存在的問題，該課題組張會麗博士后等人通過共摻Cr³⁺作為敏化劑，提高閃光燈泵浦效率，同時共摻Cr³⁺還可以提高晶體的抗輻射性能。采用熔體提拉法成功生長出了高光學質量的Cr,Nd:YAG晶體，在重復頻率為40赫茲時，實現了最大平均輸出功率20.24W，電光效率3.00%和斜效率3.77%的激光輸出，而在相同條件下，在Nd:YAG晶體上其值僅分別為13.32W、1.97%和2.47%，結果表明，通過摻入敏化離子Cr³⁺可有效地提高激光性能，并且對光束質量影響較小。

　　2.7-3微米中紅外激光在生物醫學、大氣探測及科學研究等領域有著廣泛的應用。該課題組張會麗博士后、權聰博士等人還采用提拉法生長了Er:YAG和Cr,Er:YAG晶體，對晶體質量、光譜、激光性能及光束質量進行了對比研究。重復頻率為5赫茲時，在Cr,Er:YAG晶體上實現了最大單脈沖能量1.52焦耳，斜效率1.80%，電光效率1.28%的2.94微米中紅外激光輸出，而在相同條件下，在Er:YAG晶體上其值僅分別為0.99焦耳、1.31%和0.83%，結果表明，共摻Cr³⁺使得Cr,Er:YAG晶體的中紅外激光輸出能量和效率均得到較大提高。

　　以上工作對于提高1.06微米近紅外及2.7-3微米中紅外激光晶體的性能并推進其實際應用具有重要意義。

　　相關工作得到國家自然科學基金及國家高技術項目的資助。

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1117/1.OE.58.2.027116 

　　https://doi.org/10.1016/j.infrared.2018.12.031 

　　圖1  Nd:YAG和Cr:YAG晶體毛坯及激光晶體棒(左); Er:YAG和Cr,Er:YAG晶體毛坯及激光晶體棒(右)

　　圖2  Nd:YAG與Cr,Nd:YAG晶體在不同重復頻率與輸入能量下的激光輸出特性

　　圖3 Nd:YAG與Cr,Nd:YAG晶體的光束質量因子M2

　　圖4  Er:YAG與Cr,Er:YAG晶體在不同重復頻率與輸入能量下的激光輸出特性

　　圖5 Er:YAG與Cr,Er:YAG晶體的光束質量因子M2