Mittelinfrarot-Laser werden aufgrund ihrer hohen Strahlqualität und hervorragenden Robustheit in der Chirurgie, Umweltüberwachung, Materialverarbeitung und LiDAR weit verbreitet eingesetzt. Ihre Entwicklung ist jedoch stark durch das Fehlen optischer Verstärkungsmaterialien eingeschränkt, die eine hohe Seltene-Erden-Dotierung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften kombinieren. In dieser Studie wurde erfolgreich Ga₂S₃-La₂S₃-Na₂S₃ Schwefelglas mit einem Er₂S₃ Gehalt von bis zu 10 Mol% hergestellt. Das erhaltene Glas weist eine hohe Glasübergangstemperatur (492 ℃) und eine hohe Vickershärte (3,37 GPa) auf und übertrifft damit deutlich andere Schwefelgläser. Mit zunehmendem Er³⁺-Gehalt steigt die Fluoreszenzintensität bei 2,7 µm deutlich an und erreicht ihr Maximum bei einem Er₂S₃-Gehalt von 7,5%. Außerdem betragen bei einer Dotierkonzentration von 7,5% Er₂S₃ die Absorptions- und Emissionsquerschnitte bei 2,7 µm jeweils 10,6×10⁻²¹ cm² bzw. 15,7×10⁻²¹ cm². Diese Ergebnisse bieten eine einfache und effiziente Strategie zur Entwicklung hocheffizienter seltene-Erden-dotierter Mittelinfrarot-Laser-Materialien.

Mittelinfrarot-Emission; Schwefelglas; hochkonzentrierte Er³⁺-Dotierung; ausgezeichnete mechanische Eigenschaften