Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Materials and Institute of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
Topological nodal-line semimetals attract growing research attention in the photonic and optoelectronic fields due to their unique topological energy-level bands and fascinating nonlinear optical responses. Here, to the best of our knowledge, we first report the saturable absorption property of topological nodal-line semimetal HfGeTe and the related pulse modulation in passively Q-switched visible lasers. Few-layer HfGeTe demonstrates outstanding saturable absorption properties in the visible-light band, yielding the saturation intensities of 7.88, 12.66, and 6.64 µJ/cm2 at 515, 640, and 720 nm, respectively. Based on an as-prepared few-layer HfGeTe optical switch and a Pr:LiYF4 gain medium, Q-switched visible lasers are also successfully achieved at 522, 640, and 720 nm. The minimum pulse widths of the green, red, and deep-red pulsed lasers are 150, 125.5, and 420 ns, respectively. Especially for the green and red pulsed laser, the obtained pulse width is smaller than those of the low-dimensional layered materials. Our work sheds light on the application potential of topological nodal-line semimetals in the generation of visible pulsed lasers.
visible pulsed laser topological nodal-line semimetals saturable absorption Q-switching Pr doping Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031601
山东大学晶体材料国家重点实验室，山东 济南 250100
以磷酸二氢钾（KDP）/磷酸二氘钾（DKDP）、三硼酸锂（LBO）、硼酸氧钙钇（YCOB）和硅酸镓镧族铌酸镓镧（LGN）为代表的非线性光学晶体已经在紫外到中红外的系列激光技术中获得了重要应用，长期受到国内外同行的广泛关注，其品质的提升和口径的扩大成为了当前国际竞争的焦点。着眼于强激光的重要需求，综述了KDP/DKDP、LBO、YCOB和LGN等重要非线性光学晶体的研究现状，介绍了其在大尺寸单晶生长及非线性光学性能等方面的研究进展，分析其在强激光非线性光学领域的应用前景。最后讨论了强激光用非线性光学晶体可能的发展方向和重点。
非线性光学 非线性光学晶体 晶体生长 频率转换 光参量啁啾脉冲放大 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116004
1 山东大学晶体材料研究院，济南250100
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
3 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
化学气相沉积(CVD)ZnS、ZnSe具有较高的红外透过率及良好的光学、力学性能，是红外军用探测系统首选的红外光学材料。大尺寸、高均匀性ZnS、ZnSe材料的制备是未来研究的重要课题。本文介绍了CVD的原理及在沉积过程中存在的主要问题，阐述了高性能红外材料必备的光学性能，综述和分析了CVD ZnS、CVD ZnSe的研究进展，以及这两种材料主要缺陷形成机理与工艺控制研究。旨在改进生产工艺参数，为批量化制备高性能ZnS、ZnSe材料提供理论参考，以满足其在**领域上的应用。
化学气相沉积 透过率 吸收系数 缺陷 红外光学材料 ZnS ZnS ZnSe ZnSe chemical vapor deposition transmittance absorption coefficient defect infrared optical material
1 山东大学晶体材料国家重点实验室，山东 济南 250100
2 南京大学固体微结构物理国家重点实验室，江苏 南京 210093
电子-声子耦合效应是拓展固体激光波长的基本原理之一。本文梳理了固体激光发展的历史，以电子-声子耦合导致的荧光展宽和可调谐激光器为主线，总结了色心激光晶体、过渡金属激光晶体、稀土激光晶体三类典型固体激光材料的发展历程和研究现状。近年来，基于多声子耦合机制的稀土激光晶体迅速发展，首次实现了突破荧光光谱的激光输出，极大地拓展了激光波长范围，为全固态可调谐激光器设计提供了新方案。同时，基于功能复合与交互作用规律，研制了一系列低成本、高集成的多声子耦合自倍频激光器，波长覆盖了青-绿-黄-橙-红光波段，满足了激光显示、激光医疗等领域的重要急需，对全固态激光技术的发展具有重要意义。
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2300001
山东大学，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
激光是受激辐射的光放大，所辐射的波长取决于增益介质中关键电子的能级结构，特别是其最外层电子的状态决定了可能实现的激光特性。激光发展60年来，激光晶体作为激光的重要激活材料，推动了激光技术的进步和普及，是一个研究历史长而又异常活跃的研究领域。当前，超短超强脉冲激光在加工、医疗、**等关系国计民生的领域有重要需求，适合超短超强激光的激光晶体成为了本领域的研究热点，其关键是揭示最外层电子的影响因素及设计和生长具有宽波段发射性能的激光晶体。本论文从探讨影响激活离子光谱性能的关键因素出发，综述了以本课题组十余年研究的10余种无序激光晶体为主要部分的研究结果和进展，涉及晶体生长、晶体物理、激光器件设计及应用等工作，包含了高级、中级和低级对称性晶体及其获得的最短脉冲激光结果，希望能为本领域的后续研究提供一定的参考和借鉴。
无序激光晶体 超快激光 超短脉冲 非均匀加宽 disordered laser crystal ultrafast laser ultrashort pulse inhomogeneous broadening
1 深圳大学信息工程学院, 广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
3 深圳技术大学, 广东 深圳 518118
4 山东大学晶体材料国家重点实验室和晶体材料研究所, 山东 济宁 250100
5 深圳市大族激光科技股份有限公司, 广东 深圳 518057
首次搭建了基于ZnWO4/Nd∶YAG的一阶斯托克斯拉曼激光器,并研究了其在不同重复频率与不同输出耦合镜下的输出特性。采用ZnWO4晶体作为拉曼晶体,二极管泵浦Nd∶YAG晶体产生基频光,实现了波长为1177.6 nm的一阶斯托克斯激光输出。当输出耦合镜的透过率为35%,泵浦功率为22.1 W,重复频率9 kHz时,在1177.6 nm处获得了最大平均输出功率,为886 mW,对应的最短脉宽为2.2 ns,峰值功率为43.9 kW。
激光器 固体激光器 拉曼 ZnWO4晶体
1960年，梅曼先生发明了首台激光器，掀开了激光技术研发和应用的新篇章。60年来,激光技术发展迅速，在激光**、激光医疗、激光显示等关系****和国民经济的众多领域中发挥了不可或缺的作用。激光技术的重要物质基础是固体激光材料。新激光材料的出现或新性能的研发可以带动激光技术的进步进而开拓新的应用领域，是激光技术中一个传统而又前沿的重要方向，特别是在当前光电技术飞速发展的时代，固体激光材料的探索和性能开发的重要性凸显。
激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071600
1 深圳大学电子与信息工程学院, 广东 深圳 518060
2 深圳大学深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
3 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
4 深圳技术大学, 广东 深圳 518118
5 大族激光科技股份有限公司, 广东 深圳 518057
为研究ZnWO4晶体的二阶拉曼性质,搭建了基于ZnWO4晶体的二阶拉曼激光器,实现了重复频率为9 kHz的670 mW的1318.3 nm的二阶斯托克斯激光输出,对应的脉宽为3.294 ns,光光转换率为4.7%,峰值功率达到22.6 kW。实验结果表明,ZnWO4晶体具有良好的性能,能够实现二阶拉曼激光输出。
固体激光器 拉曼激光器 ZnWO4晶体
山东大学晶体材料研究所晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
超快脉冲激光因具有超短的响应时间及较高的峰值功率而在激光加工及强场物理学等领域有重要应用。随着蓝光激光二极管及掺杂镨离子激光增益介质的发展,可见波段超快脉冲激光迅速发展,主要综述了可见波段超快脉冲激光的研究进展及现状,详细描述了克尔透镜锁模、高重复频率吉赫兹自锁模及基于可饱和吸收体的锁模等技术在可见光波段的应用,并展望了可见波段超快激光的发展方向及前景。
非线性光学 超快光学 可见激光 锁模
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Materials and Institute of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 College of Physics and State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
Praseodymium-ion-doped gain materials have the superiority of lasing at various visible wavelengths directly. Simple and compact visible lasers are booming with the development of blue laser diodes in recent years. In this Letter, we demonstrate the watt-level red laser with a single blue laser diode and Pr:YLiF4 crystal. On this basis, the passively Q-switched pulse lasers are obtained with monolayer graphene and Co:ZnO thin film as the Q-switchers in the visible range.
140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3540 Lasers, Q-switched 140.7300 Visible lasers Chinese Optics Letters
2019, 17(7): 071402
