戴云,张中晗,王皙彬,李金,龙勇,苏良碧,丁雨憧,武安华*

(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中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049;3中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060)

0 引言

自1960年第一台激光器诞生,激光不断向高功率、大能量、集成化等方向发展[1]。但激光器发展至今,传统的固体激光器和被誉为“第三代激光器”的玻璃光纤激光器都受到了一定的限制[2]。将玻璃光纤形态的优势和体块单晶的优异物化性能结合起来的单晶光纤是解决固体激光器目前所遇到的功率限制的方案之一。此外,将闪烁体块单晶制备成光纤形态,通过简单的加工后可用于高空间分辨率的闪烁体阵列探测器,能够大幅降低Ce:LYSO、Ce:LuAG晶体闪烁器件的生产与加工成本,在新一代高能射线和粒子探测器的发展和应用中也具有潜在前景和市场。

近年来多个团队围绕单晶光纤开展了相关研究,法国里昂第一大学等采用微下拉法制备的Yb:YAG单晶光纤实现了超过250 W的连续激光输出,显示出单晶光纤的巨大应用潜力[3-5]。美国ARL实验室、Shasta Crystal等机构开展了利用激光加热基座(LHPG)方法制备稀土掺杂YAG单晶光纤的研究[6,7],制备出直径小于200 μm的YAG单晶光纤,并进行了“单晶核心/单晶包层”结构的制备探索,实现了～2 μm波段～50 W的准连续激光输出。国内在晶体光纤方面的研究起步较晚,山东大学、江苏师范大学等高校以及中国科学院安徽光学精密机械研究所、上海光学精密机械研究所等开展了相关研究[8,9]。……