近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队在Tm:GdScO3脉冲激光研究方面取得了新的进展。相关研究成果以“Output characteristics of an actively Q-switched Tm:GdScO3 slab laser at 2 μm band”为题发表于Physica Scripta。
2 μm脉冲激光在激光雷达、工业加工、激光医疗等领域有着广泛的应用前景，并且该波段光源可作为非线性频率转换的泵浦源。Tm:GdScO3晶体因具有较高的热导率、较大的吸收截面、超宽的发射光谱、较低的声子能量等优异的物理及光学特性，近年来受到研究人员的关注。
图1 Tm:GdScO3板条激光器实验装置图
研究团队采用声光调制器研究了板条Tm:GdScO3晶体（掺杂浓度2 at.%，尺寸2 mm x 4 mm x 20 mm）的脉冲激光输出特性。在泵浦功率33 W，重复频率20 kHz下，获得了最大3.03 W的1980 nm脉冲激光，相应的光光转换效率和斜率效率分别为9.18%和16.66%。在重复频率1 kHz下，获得了最大0.60 mJ脉冲激光输出，最窄脉冲宽度为160 ns，相应峰值功率为3.75 kW。实验结果表明，Tm:GdScO3晶体在2 μm脉冲激光应用方面具有一定的优势。加之Tm:GdScO3晶体具有超宽的发射光谱，该研究工作为2 μm波段宽调谐脉冲激光和多波长脉冲激光的研究提供了一定的参考。
图2 Tm:GdScO3板条激光器脉冲激光输出性能
