法国的一个研究团队报告了据称是一种在光谱橙色区域发光的新型激光器，这表明它有可能应用于流式细胞术和天文学激光导星。

在刚刚发表在《Optics Express》上的研究成果中，该团队（包括法国卡昂高等工程师学院的研究人员和总部位于 Lannion 的激光制造商Oxxius）称，掺钐光源在605nm 波长的连续波操作中可输出 23.9mW 的功率。

Alain Braun 及其同事在论文摘要中写道：“我们报告了第一台由蓝色 465nm 氮化镓半导体激光二极管直接泵浦的可见光橙色钐激光器。我们的工作代表了紧凑型低阈值半导体泵浦橙色和红色钐激光器的原理验证。

进入橙色

论文称，橙色波长（定义为 590-625nm）的激光发射在流式细胞术中具有重要意义，它可以使用范围更广、效率更高的荧光探针。

其他重要的应用还包括天文学，在天文学中，波长为 589nm 的激光导星现在已被常规地与自适应光学系统配合使用，以校正大气畸变。由于 603nm 波段的吸收带，臭氧气体检测也是一种可能。

然而，使用固态材料获取橙色波长是很困难的，尤其是在需要结合强大的连续波发射、高光束质量和线偏振的情况下。

Braun 及其同事报告说，目前正在研究几种方法来应对这一挑战，例如在拉曼激光器设计中使用复杂的晶体组合，或采用频率倍增的半导体碟片激光器。另一种方法是使用掺杂了某些稀土离子（特别是镨或钐）的晶体，这种晶体可以直接发射橙色光谱，而无需进行频率转换。

研究团队在论文中指出：“最近在开发蓝色氮化镓激光二极管方面取得的进展促进了它们作为泵浦源的使用，并为无需非线性光学元件的紧凑型、连续波和高效激光源开辟了新的范例。

晶体选择

虽然掺钐激光器并不是一个新概念，早在 1979 年就开发出了红色发射源，但最新的工作采用了氟化钇锂 (LiYF4) 晶体，与迄今报道的替代设计相比，这种晶体具有更好的热性能、更高的光学质量和更低的生产成本。

研究团队认为，通过仔细选择钐离子掺杂浓度，可以进一步提高激光器的效率，而更长的晶体则可以提高输出功率。

他们总结道：考虑到 a-cut LiYF4 晶体中的正热透镜，我们设想了紧凑型（微芯片型）半导体泵浦 Sm:LiYF4 激光器，通过粘合腔体元件来减少腔内损耗。

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