1.研究方向简介： 

　　激光晶体是激光技术发展的核心和基础之一，是“一代材料、一代器件、一代应用”的源头作用。本课题组长期致力于新型超强激光“大能量+高重复频率”的氟化物激光晶体研究。稀土离子掺杂的碱土氟化物AeF₂晶体（Ae: Ca、Sr、Ba）一个显著特点是激活离子具有多重局域配位结构，可形成类似于玻璃的宽光谱特性，同时具有晶体材料的高热导率，已成为主要的超强超短增益介质材料之一。此外，这类激光材料还具有以下优点：非常宽的透射范围，可以从深紫外一直到中红外；低的非线性折射率（n₂），可以降低高强度激光泵浦作用下的非线性效应；较低的声子能量，有利于提高荧光量子效率；负的折射率温度系数（即热光系数），在高能量密度下有利于获得高质量的激光光束；可以获得大尺寸单晶。本团队长期致力于高重频超强激光技术用新型氟化物新激光材料研究。 

　　2.主要研究内容: 

　　1）组成设计对格位结构的影响规律与机理 

　　2）格位结构对光谱性能参数的调控 

　　3）大尺寸、高光学质量晶体的生长 

　　3.主要研究成果: 

　　本研究团队提出在Re³⁺:AeF₂晶体中共掺调控离子（M⁺或Me³⁺），在原子、分子和基团尺度上设计稀土离子的局域配位结构，调控材料的光谱性质和激光性能的学术思想。通过局域结构设计，在同一晶体获得多样性的光谱性能，突破了激光晶体材料种类和性能的物理限制，在一定程度上解决了稀土掺杂激光晶体光谱线宽窄和光谱参数离散的两大基本科学问题，实现了激光晶体光谱和激光性能的调控，形成了激光晶体“人工设计+按需定制”的新模式。             

　　面向LD泵浦超快激光技术的发展，提出电荷平衡机制，通过引入低价Na离子，在Yb,Na:CaF₂晶体中抑制Yb²⁺的形成，同时打破Yb³⁺离子团簇，材料的荧光寿命、量子料率、发射带宽等参数获得大幅度提升，突破了全二极管泵浦超强激光输出功率的瓶颈。 

　　通过改变调剂离子掺杂浓度和掺杂种类，实现了Nd³⁺的局域格位结构精确调控，Nd³⁺发射光谱性能参数—发射谱带形状、峰值波长、发射带宽、量子效率、荧光寿命、发射截面—均实现了连续调控。　　  

　　建立热交换坩埚下降法生长技术，在籽晶端设置独立的热交换系统，控制潜热定向释放和界面稳定。建立热交换坩埚下降法氟化物激光晶体制备平台，初步具备了小批量化生产能力，为我国重频超强激光大科学装置的发展提供了核心材料支撑。所研制的激光晶体成功应用于国际上全LD泵浦超强超短激光工程（德国POLARIS工程和奥地利低温飞秒激光放大系统等）。