中赤外レーザーは、その高いビーム品質と優れた堅牢性により、外科手術、環境監視、材料加工、およびライダーなどの分野で広く利用されています。しかし、高濃度の希土類添加と優れた機械的性能を兼ね備えた光学利得材料が不足しているため、その開発は大きく制約されています。本研究では、モル分率最大10％のEr₂S₃をドープしたGa₂S₃-La₂S₃-Na₂S₃系硫化物ガラスを成功裏に作製しました。得られたガラスは高いガラス転移温度（492 ℃）と優れたビッカース硬度（3.37 GPa）を有し、他の硫化物ガラスよりも性能が著しく優れています。Er³⁺含有量の増加に伴い、2.7 µmの蛍光発光強度は著しく増加し、Er₂S₃含有量7.5％で最大値に達しました。さらに、7.5％ Er₂S₃ドープ濃度において、2.7 µmでの吸収および発光断面積はそれぞれ10.6×10⁻²¹ cm²および15.7×10⁻²¹ cm²でした。これらの結果は、高利得希土類ドープ中赤外レーザー材料の開発に対し、簡便かつ効率的な戦略を提供します。

中赤外発光; 硫化物ガラス; 高濃度Er³⁺ドープ; 優れた機械的性能