第二屆“環太激光損傷(shang) ——高功率激光光學材料”專(zhuan) 題研討會(hui) 由中科院上海光機所和SPIE共同主辦，中國光學學會(hui) 和中國科學院協辦。主席由中科院上海光機所邵建達研究員，日本大阪大學Takahisa Jitsuno 教授和美國新墨西哥大學Wolfgang Rudolph教授共同擔任。

　　來自亞(ya) 洲、北美、歐洲等地區11個(ge) 國家的120餘(yu) 位專(zhuan) 家出席了本屆會(hui) 議，其中30餘(yu) 位專(zhuan) 家來自境外。本屆會(hui) 議共接受論文87篇，包括61篇口頭報告和26篇張貼報告。與(yu) 第一屆會(hui) 議的100餘(yu) 位參會(hui) 人數和來自8個(ge) 國家的20餘(yu) 位境外代表相比，本次會(hui) 議均略有增長。會(hui) 議圍繞紫外-紅外高功率激光損傷(shang) ，激光切割和加工，缺陷、汙染、拋光和表麵損傷(shang) ，表征技術和測量方法，高損傷(shang) 閾值薄膜，非線性激光晶體(ti) ，激光陶瓷，光學玻璃與(yu) 光纖等8個(ge) 議題展開。

　　一、非線性激光晶體(ti)

　　與(yu) 激光切割和加工部分一樣，非線性激光晶體(ti) 部分的口頭報告數量為(wei) 9篇。涉及的內(nei) 容包括晶體(ti) 生長技術、特征參數測量，以及晶體(ti) 在激光裝置中的應用。

　　中科院理化技術研究所的彭欽軍(jun) 研究員在大會(hui) 特邀報告中，介紹了KBBF族深紫外非線性光學晶體(ti) 的發現與(yu) 應用。KBBF族非線性光學晶體(ti) 是一種可直接倍頻到深紫外波段的非線性晶體(ti) ，該晶體(ti) 層狀習(xi) 性嚴(yan) 重、易解理。針對這一缺點，該項目組發明了一種棱鏡耦合技術(PCT)，無需對晶體(ti) 進行角度切割，隻需在晶體(ti) 表麵實施超光滑拋光加工，就可製作成激光倍頻器件，解決(jue) 了這類晶體(ti) 的實用化問題。目前，基於(yu) KBBF-PCT器件所產(chan) 生的深紫外激光源，已經取得了四項世界紀錄，並研發了8台前沿科學儀(yi) 器裝置。利用這些儀(yi) 器，成功觀察到超導體(ti) 在超導態時的一係列新現象，為(wei) 高溫超導體(ti) 的機理研究提供了新的實驗證據。

　　中科院福建物質結構研究所的姚元根研究員在其邀請報告中介紹了大口徑、高質量KDP/DKDP晶體(ti) 的研究進展。重點介紹的原材料的提純技術，已能將雜質(鈉離子除外)含量控製在1 ppm以下。突破了大口徑KDP晶體(ti) 的快速生長技術，研製出410mm×410mm口徑的Ⅰ類KDP晶體(ti) 元件；利用降溫法，研製出430mm×430mm口徑的Ⅱ類DKDP晶體(ti) 元件。

　　山東(dong) 大學的於(yu) 浩海博士在其邀請報告中介紹了石榴石無序結構晶體(ti) 的研究工作。結果表明與(yu) YAG晶體(ti) 相比，石榴石晶體(ti) 表現出優(you) 異的性能；對於(yu) 石榴石無序結構晶體(ti) ，由於(yu) 結構的無序特性，導致稀土離子周圍出現幾種晶體(ti) 場，可導致所期望的吸收帶寬和發射帶寬的展寬，有望用於(yu) 可調諧激光和超快激光。

　　意大利比薩大學的Mauro Tonelli教授在其邀請報告中報道了混合材料BaYLuF8(BYLF)，與(yu) BaY2F8(BYF)相比，Lu3+部分取代了Y3+。鑥的加入提高了該材料的熱機械性能，使得該混合材料能夠向高功率應用方向發展。利用BYLF：Tm3+ 12%的樣品，獲得了二極管泵浦的2微米連續激光發射。

　　Yajing Guo等報道了在測量ICF驅動器諧波轉換晶體(ti) 中的橫向受激拉曼散射(TSRS)增益係數方麵的工作。作者利用光柵的一級衍射，將TSRS輻射從(cong) 瑞利輻射中分離出來；采用帶通濾波器和吸收陷阱，去除噪聲光，從(cong) 而提升了TSRS的信噪比；通過分析泵浦信號和噪聲信號的延遲，從(cong) 噪聲中能夠提取有效的TSRS脈衝(chong) ，利用該信息計算KDP晶體(ti) 的TSRS增益。

　　在高功率激光係統中，非線性晶體(ti) 是實現倍頻激光的關(guan) 鍵材料，相比於(yu) 其他材料，激光對非線性晶體(ti) 的損傷(shang) 問題表現得更為(wei) 突出。與(yu) 熔石英玻璃這類光學元件損傷(shang) 主要表現為(wei) 表麵或亞(ya) 表麵損傷(shang) 不同，KDP/DKDP這類倍頻晶體(ti) 材料的激光損傷(shang) 目前卻首先表現為(wei) 體(ti) 損傷(shang) ，這意味著非線性晶體(ti) 從(cong) 材料到結構都需要開展深入的研究工作。

二、激光陶瓷

　　本屆會(hui) 議中，激光陶瓷部分收到口頭報告6篇，其中邀請報告3篇。

　　法國裏昂第一大學的Georges Boulon教授在其邀請報告中簡要介紹了從(cong) 單晶到多晶陶瓷的發展曆程。與(yu) 單晶陶瓷相比，透明多晶陶瓷具有很多優(you) 勢：易於(yu) 製造、大尺寸、良好的機械強度和光學均勻性，以及更高的生產(chan) 率。重點介紹了他們(men) 在利用放電等離子燒結法製作的Nd3+離子摻雜氧化鑥透明陶瓷方麵的研究工作，以及對氧化物陶瓷中稀土離子分離方麵的研究工作。

　　新加坡南陽理工大學的Hui Lin博士在其邀請報告中報道了Er：Y2O3、Nd：Y2O3和Yb：Lu2O3等激光陶瓷的製備工藝，製備了高度透明的Y2O3、Lu2O3陶瓷，並已經通過Nd：Y2O3和Yb：Lu2O3激光陶瓷實現了激光振蕩。

　　Shengming Zhou報道了上海光機所在激光陶瓷方麵的研究進展。他們(men) 結合固相反應和1500℃以上的真空燒結獲得了純鋱鋁石榴石(TAG)透明陶瓷。作者認為(wei) 這種透明TAG陶瓷的磁光材料特性優(you) 於(yu) 鋱镓石榴石(TGG)，對高功率激光應用而言，是一種很有前景的法拉第材料。

　　此外，YAG陶瓷和Cr：ZnSe/ZnS陶瓷方麵的研究工作也有涉及。

　　激光陶瓷是一種很有潛力的激光工作物質。與(yu) 激光晶體(ti) 相比，它容易實現更大的尺寸和更低的成本；與(yu) 激光玻璃相比，它有更高的熱穩定性和抗熱衝(chong) 擊能力，可以用於(yu) 高重頻激光的運作。盡管目前尚處於(yu) 研究開發階段，但是其潛力是非常值得期待的。

　　三、光學玻璃與(yu) 光纖

　　在光學玻璃與(yu) 光纖部分有3篇邀請報告。

　　法國裏昂第一大學的Lebbou Kheirreddine博士在其邀請報告中介紹了單晶光纖的優(you) 點、生長技術，以及單晶激光器的基本概念。作者采用微拉法生長了高質量的Yb：YAG單晶光纖，並利用直接生長的摻鐿單晶光纖獲得了高功率的激光輸出。

　　北京工業(ye) 大學的王璞教授在其邀請報告中報道了用於(yu) 在中紅外非線性光纖中產(chan) 生超連續譜的摻銩高功率脈衝(chong) 光纖激光器。重點介紹了SESAM被動鎖模和氧化石墨烯被動鎖模的摻銩光纖振蕩器、納秒脈衝(chong) 摻銩光纖激光器和高功率摻銩光纖放大器方麵的研究進展。

　　上海光機所的張龍研究員在其邀請報告中介紹了其研究小組通過改變玻璃成分以匹配晶體(ti) 的折射率，結合接近玻璃軟化溫度的熱處理與(yu) 真空燒結技術，在微納複合材料的製備工藝方麵開展的研究工作。微納複合材料具有比激光玻璃更高的發光效率、激光損傷(shang) 閾值，以及更優(you) 異的光譜性能；與(yu) 激光晶體(ti) 相比，微納複合材料更容易實現大尺寸元件的製作、易於(yu) 獲得均勻的重摻雜；與(yu) 激光陶瓷相比，微納複合材料製作的複雜性更低。目前，該課題組已經成功製備了Yb：FAP/FP和Yb：CaF2/FP微納複合材料，作者認為(wei) ，微納複合材料可能會(hui) 滿足下一代ICF的要求。

　　激光玻璃是目前高功率激光係統的主要工作物質，相應的元件已經在很多激光係統中成功運行。目前，包括改進熔煉工藝、提高材料性能和開發新型的激光玻璃等各方麵的研究工作仍在深入進行。在本議題中報道的微納複合玻璃研究很具特色，通過材料、結構和製造工藝的改變或革新，“熔煉”出兼有各種工作物質優(you) 良性質的激光玻璃，可能是激光玻璃的研究方向之一。總 結#p#分頁標題#e#

　　環太平洋地區是世界上高功率激光和高功率激光材料最重要的研究地域，包括美國、中國和日本在內(nei) 的幾個(ge) 重要實驗室和研究基地，代表了當代高功率激光的研究水平和發展方向。本專(zhuan) 題會(hui) 議雖然是地域性的，卻吸引了國際上其他地域的科學家前來參加會(hui) 議，體(ti) 現了會(hui) 議的影響力。會(hui) 議所報道的高水平的研究工作及其提出的議題，必然在高功率激光材料的發展產(chan) 生積極的影響。

　　隨著美國點火裝置及其他大型激光裝置的建成和運行，驅動目標必然對高功率激光裝置提出更新更高的要求。例如提高現有體(ti) 係的效率、降低運行成本問題；更高能量、更高通量密度和更高重頻激光係統的長時穩定運行問題等等，這些需求必將反饋到對激光材料的要求。這裏有幾個(ge) 問題是值得關(guan) 注的：

　　首先是新型工作物質和其他高功率激光材料的設計、研究和開發問題。在激光工作物質方麵，目前已經啟動了激光陶瓷的研發和係統設計研究。本屆會(hui) 議中有多個(ge) 報告表明不論是激光玻璃、激光晶體(ti) 還是激光陶瓷都有向更高性能發展的空間，在確保各自優(you) 勢的前提下變弱勢為(wei) 優(you) 勢也是重要的研究方向。在這方麵，除了開展各類材料自身的研究工作之外，加強不同領域和不同類型材料之間的合作和交流也是非常重要的。

　　其次，更高的激光能量可以通過增加激光路數、擴大輸出口徑以及提高單位麵積上的輸出效率或通量密度來獲得。從(cong) 高功率激光材料角度而言，涉及兩(liang) 個(ge) 方麵的研究課題。其一，如何高效地製備更大尺寸的高性能、高均勻性的高功率激光材料和元件；其二，改進材料性能、挑戰材料極限，研製出性能更好、損傷(shang) 閾值更高的高功率激光材料和元件，用較小尺寸的材料實現更高通量、更高性能的激光輸出。

　　最後，對高功率激光材料和激光薄膜損傷(shang) 機理的研究需要給予更多的關(guan) 注。現有的機理研究基本還是定性的或者是半定量的，還隻能用來解釋一些實驗現象或在一定範圍內(nei) 對現有材料做評價(jia) ，不論從(cong) 研究本身還是研究目的來看都是非常欠缺的。激光損傷(shang) 機製的深入研究建立在激光與(yu) 材料相互作用的基礎理論和對激光作用過程精密測試的基礎上，其核心目的是通過損傷(shang) 機理的研究準確地預測確定結構的材料或元件的抗激光能力；更進一步而言，能夠根據激光輸出水平來設計材料或器件，使之有效地滿足相應的要求。