电子声子耦合激光器可拓展激光波长范围 相关研究成果不断增多

电子声子耦合激光器，采用电子声子耦合效应制造而成，突破了传统荧光光谱激光输出局限，拓展了激光波长范围，可实现精准波长调控，为可调谐全固态激光器提供了新的设计路线。

　　激光技术的问世极大地促进了人类社会进步，可用于切割、焊接、测量、检测、通信、医疗、军工等众多领域。激光器是发射激光的装置，是人类重要工具，传统激光器依靠物质中的电子能级跃迁发射的光子来产生激光，常见的能够产生激光的固体物质通常是激光晶体，激光晶体可以产生不同波长的激光。

　　随着科技进步，新型激光器还在不断被开发问世。激光与物质相互作用的效果受波长影响，因此激光波长范围以及可调谐范围受到关注。电子声子耦合激光器可以采用的激光晶体包括过渡金属激光晶体、稀土激光晶体等，例如钛宝石、掺镍氟化镁（Ni2+∶MgF2）、掺铬氟铝酸钙锂（Cr：LiSAF）、掺钬氟化钇钡（Ho3+∶BaY2F8）、掺镱钇铝石榴石（Yb∶YAG）、掺铈氟化钇锂（Ce3+∶LiYF4）、掺铬硒化锌（Cr2+∶ZnSe）等。

　　以稀土激光晶体为例，晶体中晶格振动产生的声子，与稀土离子电子相互作用，可在电子跃迁过程中实现电子与声子能量传递，即电子声子耦合效应。电子声子耦合激光器在激光腔内同时产生光子和声子激光，利用电子声子耦合效应实现波长范围拓展。

　　根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国电子声子耦合激光器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，电子声子耦合激光器具有输出波长稳定、可控性好、环境适应性强等特点，可以应用在激光显示、芯片检测、激光医疗、光电子能谱等领域，未来发展潜力大。

　　在政策方面，2023年3月，我国科技部发布的2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中，电子-声子耦合超宽带激光器被列入，提出突破电子-声子耦合下的高集成自倍频激光宽波段调谐技术、激光波长精准控制技术、高稳态激光输出技术。

　　新思界行业分析人士表示，在研究成果方面，2023年12月，山东大学晶体材料国家重点实验室团队和南京大学固体微结构物理国家重点实验室团队合作，在电子-声子耦合的激光晶体和激光物理领域取得重要突破，提出了光子-声子协同泵浦的激光产生机理。此外，我国电子声子耦合激光器研究机构还有北京凝聚态物理国家研究中心等。

　　在海外，2023年，美国中佛罗里达大学光学与光子学院研究团队与法国科学家证明了光子和声子激光同时产生的过程，开发出电子声子耦合激光器，这种双域激光器具有多种潜在应用，能够为多域激光器的相关应用开辟新的途径。总的来看，电子声子耦合激光器技术研究进展良好，为其商业化发展奠定基础。