Mittelinfrared-Laser werden aufgrund ihrer hohen Strahlqualität und exzellenten Robustheit in der Chirurgie, Umweltüberwachung, Materialbearbeitung und im Laserradar weit verbreitet eingesetzt. Ihre Entwicklung wird jedoch stark durch das Fehlen von optischen Verstärker-Materialien eingeschränkt, die eine hohe Seltene-Erden-Dotierkonzentration mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften kombinieren. In dieser Studie wurde erfolgreich ein sulfidhaltiges Glas Ga₂S₃-La₂S₃-Na₂S₃ mit einer Er₂S₃-Dotierkonzentration von bis zu 10 mol% hergestellt. Das erhaltene Glas besitzt eine hohe Glasübergangstemperatur (492 ℃) und eine hohe Vickers-Härte (3,37 GPa) und übertrifft seine Leistung deutlich gegenüber anderen Sulfidgläsern. Mit zunehmendem Er³⁺-Gehalt nimmt die Fluoreszenzintensität bei 2,7 µm deutlich zu und erreicht bei 7,5 mol% Er₂S₃ ein Maximum. Darüber hinaus liegen bei einer Dotierkonzentration von 7,5 mol% Er₂S₃ die Absorptions- und Emissionsquerschnitte bei 2,7 µm bei 10,6×10⁻²¹ cm² bzw. 15,7×10⁻²¹ cm². Die Ergebnisse bieten eine einfache und effiziente Strategie zur Entwicklung hochverstärkender mittel-infrarot Laser-Materialien mit Selten-Erd-Dotierung.

Mittel-Infrarot-Emission; Sulfidglas; hohe Er³⁺-Dotierkonzentration; ausgezeichnete mechanische Eigenschaften