Pr<sup>3+</sup>离子激活的可见光激光晶体研究进展

许崇磊; 马凤凯; 张振; 姜大朋; 张中晗; 寇华敏; 陈振强; 苏良碧; 徐军

doi:10.37188/CJL.20220166

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Pr³⁺离子激活的可见光激光晶体研究进展

特邀报告 | 更新时间：2022-12-08

- Pr³⁺离子激活的可见光激光晶体研究进展
  增强出版
- Research Progress of Pr³⁺ Activated Laser Crystals in Visible Region
- 发光学报 2022年43卷第11期页码：1690-1704
- 作者机构：
  
  1.中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，上海　201899
  2.暨南大学理工学院光电工程系，广东广州　510632
  3.同济大学物理科学与工程学院，上海　200092
- 作者简介：
  
  [ "许崇磊许崇磊（1996-），男，山东临沂人，硕博连读研究生，2019 年于青岛科技大学获得学士学位，主要从事可见光激光晶体的研究。 E-mail： xuchonglei19@mails. ucas. ac. cn" ]
  [ "马凤凯（1988-），男，新疆阿克苏人，博士，讲师，硕士生导师，2018年于中国科学院上海硅酸盐研究所获得博士学位，主要从事宽光谱超快激光晶体材料的局域结构设计与性能的研究。 E-mail： mafengkai@jnu.edu.cn" ]
  [ "苏良碧（1979-），男，湖北荆州人，博士，研究员，博士生导师，2005年于中国科学院上海光学精密机械研究所获得博士学位，主要从事激光与光学晶体材料的研究。 E-mail： suliangbi@mail.sic.ac.an" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(61925508;61905289);上海市科学技术委员会基金(20511107400);中国科学院创新交叉团队项目(JCTD⁃2019⁃12)
- DOI：10.37188/CJL.20220166
  中图分类号： O482.31
- 纸质出版日期：2022-11-05，
  
  收稿日期：2022-04-29，
  
  修回日期：2022-05-18，
- 稿件说明：
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许崇磊,马凤凯,张振等.Pr³⁺离子激活的可见光激光晶体研究进展[J].发光学报,2022,43(11):1690-1704.

XU Chong-lei,MA Feng-kai,ZHANG Zhen,et al.Research Progress of Pr³⁺ Activated Laser Crystals in Visible Region[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1690-1704.
许崇磊,马凤凯,张振等.Pr³⁺离子激活的可见光激光晶体研究进展[J].发光学报,2022,43(11):1690-1704. DOI： 10.37188/CJL.20220166.

XU Chong-lei,MA Feng-kai,ZHANG Zhen,et al.Research Progress of Pr³⁺ Activated Laser Crystals in Visible Region[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1690-1704. DOI： 10.37188/CJL.20220166.

摘要

可见波段激光因其在激光显示、光通讯、生物医疗、工业加工等领域的特殊应用而备受关注。近年来，Pr

掺杂晶体作为一类重要的可见波段激光增益介质，已经在蓝光、绿光、橙光、红光波段实现了良好的激光输出，并已在氟化物中实现瓦级连续（CW）激光输出。本文系统总结了掺Pr

氟化物和氧化物激光晶体在可见波段的光谱特性和激光输出现状，深入分析了激发态吸收、多声子弛豫、交叉弛豫过程对Pr

可见激光输出的影响及其机制，旨在为新型可见光激光增益介质材料的筛选提供建议和指导。最后，总结了目前掺Pr

可见激光晶体材料中仍存在的问题，并对后续的研究方向进行了展望。

Abstract

Laser emission in visible spectral regions has attracted much attention due to a wide variety of domains such as material processing in industry， fluorescence microscopy in research science， wireless optical communication， holography， laser display. Recently，Pr

activated fluoride laser crystals have achieved watt-level continuous output in various visible spectral ranges for instance， cyan（

→

）， green（

→

）， orange（

→

）， red（

→

） as well as deep red （

→

3，4

）. In this paper， various fluoride and oxide host crystals doped with Pr

are used as the research objects， and the spectral characteristics and laser output status of the current Pr

-activated laser crystals are systematically summarized. The effect of ESA（Excited state absorption）， MPR（Multi-phonon relaxation）， CR（Cross-relaxation） process on Pr

laser output is expected to further provide valuable guidance and suggestions for the selection of laser gain medium. Finally， the existing problems in Pr

-doped laser crystal materials are pointed out， and the follow-up research direction is prospected.

关键词

可见光激光晶体Pr3+掺杂激发态吸收交叉弛豫多声子弛豫

Keywords

visible region laser crystalPr3+ dopedexcited state absorptioncross relaxationmulti-phonon relaxation

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DOI：10.37188/CJL.20220166

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Research Progress of Pr³⁺ Activated Laser Crystals in Visible Region