據了解，中科院合肥研究院健康所醫用激光技術實驗室江海河課題組與(yu) 安光所晶體(ti) 材料實驗室張慶禮課題組合作，提出了平滑泵浦光場和溫度場均勻化的設計方案，大大提高了激光轉換效率，為(wei) 後續高質量激光器批量製造和定標放大奠定了重要基礎。相關(guan) 成果發表日前在國際光學著名期刊《光子學研究》上。 

全固態端泵技術是獲得緊湊、高效、高質量激光器的重要方法之一。然而，在高重複頻率泵浦下，增益介質中的嚴(yan) 重激光熱效應已成為(wei) 阻礙輸出功率增強和降低光束質量的主要因素，是激光界長期難以攻克的瓶頸，特別是在LD單端泵浦的激光器中尤為(wei) 突出，其關(guan) 鍵問題在於(yu) 高濃度均勻摻雜晶體(ti) 時，泵浦光被初始端高濃度摻雜離子的強烈吸收，其強度迅速降低，造成了晶體(ti) 棒軸向泵浦和溫度分布極為(wei) 不均勻，難以產(chan) 生性能優(you) 越的激光；而在低濃度均勻摻雜晶體(ti) 時，由於(yu) 吸收係數小，難以獲得高的激光轉換效率。

鑒於(yu) 此，研究團隊通過改進提拉法，生長了高質量的梯度濃度摻雜晶體(ti) ，設計了LD單端泵浦激光器，進行了2種梯度摻雜和3種均勻摻雜的晶體(ti) 的激光實驗研究。結果發現，梯度摻雜晶體(ti) 使得泵浦光在傳(chuan) 播過程中獲得了較均勻的吸收，大大降低了泵浦晶體(ti) 端麵的溫度和晶體(ti) 棒軸向的溫度梯度，顯著減少了熱效應，在35W泵浦時的熱焦距較等效均勻摻雜晶體(ti) 的數值增大了60%，改善了激光有效模體(ti) 積、束斑尺寸和激光模式，明顯提高了激光脈衝(chong) 輸出特性。在2kHz重複頻率運行時的最大激光輸出功率達到了24.2W，激光器光光轉換效率高達53.8%。

這項研究證明了梯度濃度摻雜晶體(ti) 在泵浦和溫度分布方麵呈現出優(you) 異的性能，提高了晶體(ti) 棒中末端對泵浦光的吸收，並降低了入射端的溫度，平滑了沿棒軸上的溫度梯度，明顯減小了熱效應，可以顯著提高單端泵浦脈衝(chong) 激光器的輸出性能，為(wei) 未來高效率激光技術提供了一條新途徑。