Un groupe de recherche dirigé par le professeur Sun Dunlu des instituts de sciences physiques de Hefei (HFIPS), de l'Académie chinoise des sciences, a synthétisé avec succès de nouveaux cristaux Ho, Pr:YAP et Er:YGGAG dans l'infrarouge moyen en utilisant la méthode Czchralski (Cz), et Amélioration des performances du laser à onde continue du cristal Er:YSGG pompé latéralement par diode laser (LD) grâce à la technologie de liaison thermique.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans Optics Express .
Les lasers infrarouge moyen de 2,7 à 3 μm sont situés dans la bande de forte absorption des molécules d'eau, qui ont de larges perspectives d'application dans des domaines tels que le biomédical, la télédétection optique et l'optique non linéaire.
Dans une étude récente, des scientifiques ont trouvé un moyen de rendre les lasers plus puissants et plus efficaces. En ajustant les composants du matériau du laser, ils ont découvert que les performances pouvaient être améliorées. Plus précisément, ils ont augmenté la concentration d'un composant de Ho 3+ ions et ajouté juste la quantité appropriée d'un autre composant de Pr 3+ ions.
Cet ajustement a contribué à rendre le fonctionnement du laser plus efficace en inhibant « l'effet d'auto-terminaison ». En utilisant la méthode Cz, ils ont pu faire croître un nouveau cristal Ho, Pr:YAP, pour émettre un laser à environ 3 micromètres. Il s'agit d'une amélioration significative par rapport à l'ancien laser Ho:YAP, car il nécessite moins de puissance de pompe pour commencer à fonctionner et produit un laser plus efficace.
De plus, les scientifiques ont découvert qu'en codopant des quantités appropriées de Gd 3+ et Ga 3+ ions dans le cristal YAG, le désordre cristallin augmente, conduisant à une large émission dans la région infrarouge moyen. En utilisant la méthode Cz, un nouveau cristal Er:YGGAG a été développé, permettant la réalisation du laser accordable et ultra-court dans l'infrarouge moyen autour de 2,8 micromètres.
Pour remédier aux limites de la production laser à onde continue, les chercheurs ont développé une technique de liaison thermique. En liant un cristal YSGG non dopé aux deux extrémités d’un autre cristal Er:YSGG, ils ont réussi à réduire les « effets thermiques ». Cela a rendu les performances du laser bien meilleures et une puissance de sortie maximale de 28,02 watts a été atteinte.
Ces chercheurs ont jeté les bases matérielles du développement de lasers à infrarouge moyen entièrement solides et ont fourni des références pour la conception et le développement de nouveaux matériaux efficaces à gain laser dans l'infrarouge moyen.
