2010年10月，上海光機(jī)所高功率激光單元技術(shù)研發(fā)中心胡麗麗研究員、張軍杰研究員課題組承擔(dān)的科技部863項(xiàng)目（2007AA03Z441）“2μm稀土摻雜激光玻璃光纖研制項(xiàng)目”利用自行研制的摻銩鍺酸鹽玻璃微片，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了LD泵浦條件下2μm摻銩玻璃微片346mW的國(guó)際最高激光輸出功率。

2μm波段激光位于重要的人眼安全波段，在激光醫(yī)療、紅外遙感、探測(cè)和光電對(duì)抗等民用和軍用領(lǐng)域均具有十分重要的應(yīng)用。重金屬氧化物鍺酸鹽玻璃與碲酸鹽玻璃同樣具有透中紅外特性好、基質(zhì)聲子能量低等特性，物化和機(jī)械特性更為優(yōu)良，是一種理想的激光基質(zhì)材料。2008年英國(guó)St. Andrews.大學(xué)采用793nm連續(xù)鈦寶石激光器，在銩單摻TeO₂-ZnO-Na₂O-GeO₂含氧化鍺的碲酸鹽玻璃微片中獲得了斜率效率為28%，輸出功率達(dá)124mW的1.9μm激光輸出 (Opt. Express, 16, 19146, 2008)。2010年10月，采用800nm鈦寶石激光器泵浦，分別在銩單摻GeO₂-PbF₂-Na₂O-Ga₂O₃鍺酸鹽玻璃微片中，獲得了輸出功率達(dá)190mW，斜率效率50%，中心波段位于1.952μm的激光輸出；在Tm3+/Ho3+共摻的TeO₂-ZnO-Na₂O玻璃微片中，獲得輸出功率達(dá)74mW，斜率效率26%，中心波段位于2.012μm的激光輸出。上述幾例激光實(shí)驗(yàn)中采用的泵浦源均為鈦寶石激光器，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為所見(jiàn)報(bào)道中的最好結(jié)果。而上海光機(jī)所本次項(xiàng)目進(jìn)展所得結(jié)果均優(yōu)于上述結(jié)果。

該課題組徐茸茸等人通過(guò)積極探索和努力，對(duì)玻璃組分及其性能不斷進(jìn)行優(yōu)化，最終采用自行研制的GeO2-Ga2O3-Na2O-BaO-La₂O₃-BaF₂鍺酸鹽玻璃體系（Tg=640℃、ΔT=198.9℃），在單摻銩鍺酸鹽玻璃微片中實(shí)現(xiàn)了中心波長(zhǎng)為1.995μm，光譜寬度為20nm的激光輸出。在最大有效泵浦功率為2.27W的條件下，獲得的最高激光輸出功率為346mw，斜率效率為25.6%。實(shí)驗(yàn)中采用的泵浦源LD的中心波長(zhǎng)為792nm，其尾纖纖芯直徑為200μm，數(shù)值孔徑0.22。鍺酸鹽玻璃有效通光長(zhǎng)度為7mm，兩個(gè)通光端面分別鍍有792nm和2μm波長(zhǎng)的高透介質(zhì)膜。泵浦耦合效率為86%，玻璃有效吸收達(dá)到80%。

隨著新型高效激光基質(zhì)材料的不斷出現(xiàn)以及激光二極管(LD)技術(shù)的不斷提高，LD泵浦的固體激光器已逐漸成為激光器發(fā)展的主流。目前固體激光器小型化的一個(gè)重要方向是微片激光器。微片激光器是一種具有固體微型腔結(jié)構(gòu)的端面抽運(yùn)激光器件，其典型結(jié)構(gòu)是在激光介質(zhì)的兩個(gè)通光端面上分別鍍介質(zhì)膜，形成微型振蕩腔。微片激光器是結(jié)構(gòu)最緊湊的固體激光器，具有經(jīng)濟(jì)、小型、高效、光束優(yōu)、壽命長(zhǎng)以及調(diào)整便利等優(yōu)點(diǎn)。

該研究項(xiàng)目也得到了中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家外國(guó)專家局創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)國(guó)際合作伙伴計(jì)劃項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。