人眼安全1.5微米波段激光在医疗、遥感探测、通讯、雷达成像及非线性频率转换等方面具有重要的应用前景，是目前固体激光领域中研究的热点。采用高功率LD或Yb/Er光纤谐振泵浦Er晶体激光器，具有量子效率高(大于90%)、废热产生少、储能大等特点，是目前实现高效、高功率、高光束质量1.5微米波段连续和高重频调Q激光输出的最佳途径。本项目提出的低对称双格位Er：GYSO激光晶体具有Er离子基态能级劈裂大、量子缺陷小、1.5微米波段吸收和发射谱带宽、线偏振激光输出等特点，是一种新型高效1.5微米波段谐振泵浦激光晶体。本项目主要研究Er：GYSO新型激光晶体的生长、结构、光学光谱等特征，通过优化晶向、浓度以及Gd/Y比例等以实现Er：GYSO晶体1.5微米波段的高效谐振泵浦激光输出。
研究成果：
近年来，实验室在激光晶体、薄膜、红外光学材料等制备、结构和性能研究、激光与物质相互作用及激光损伤等研究方面承担国家、省部级、地方企业和国际合作项目近百项，包括总装和国防科工局项目、国家自然科学基金重大、重点和面上项目、杰出青年基金、中科院重要方向项目、百人计划项目、国防创新、上海市科技攻关项目、重点基金、学科带头人等人才项目。主要成果有：
1）在高功率激光薄膜方面：在国际竞赛中获得好成绩，在国际学术会议超短脉冲激光损伤阈值竞赛中，共27个参赛样品（含美国NIF供货商），我所样品处于中上等水平。多次竞赛结果表明：激光薄膜的抗激光损伤能力达到国际先进水平。
2）在强激光与材料相互作用、损伤及微结构光功能诱导等究方面：实验室长期从事强激光与材料相互作用，在损伤机理和修复、强激光诱导微结构领域取得较好成果：建立了缺陷吸收损伤模型，提出了长脉冲激光作用下的表面杂质和体杂质密度的统计模型，研究了雪崩电离和多光子电离等损伤特性和纳秒激光作用下破坏热力学过程，考虑了吸收杂质的相变对光学薄膜的破坏过程影响，提出紫外纳秒脉冲激光损伤新物理模型，自主建立了符合国际标准的激光损伤阈值测试装置，并研制出灵敏度达0.1ppm量级的光学薄膜微弱吸收测量仪、小光斑扫描激光预处理装置等一系列国内领先的激光薄膜专用测试设备。基于强激光诱导，实现在透明介质内空间选择性地操控活性离子价态、纳米粒子的空间选择性析出等，取得了一系列原创性的结果，相关研究发表于Angew. Chem. Int. Ed.，Opt. Lett.， Appl. Phys. Lett.等高影响因子期刊上。还在Nature/Science update上作了专题介绍。由本研究衍生出来的玻璃彩色内雕技术被评为上海市新材料优秀产品。
3）在新型红外玻璃及制备技术研究方面：达到国际同等先进水平，在长期研究基础，结合玻璃形成-结构-性能的深入研究，发展了系列具有自主知识产权、适于大尺寸制备、具有优良红外性能的新型氧氟化物红外玻璃。发展了优化的大尺寸红外玻璃制备技术，解决了大尺寸红外玻璃高光学均匀性、除水和除铂等技术瓶颈。已研制的IRG04玻璃的平面光窗尺寸可达600mm以上，光学均匀性达到光学一级，是国际上少数能研制此大尺寸高光学质量红外玻璃的研究机构之一，这些关键制备技术的突破，对红外玻璃的实际应用意义重大，近年广泛应用于诸多重要领域。
4）激光与光学晶体研制取得多项创新性成果：蓝宝石晶体研制和大尺寸优质掺钛蓝宝石激光晶体研制达到当时国内先进水平，掺钛蓝宝石激光晶体实现百太瓦激光输出；掺镱和四价铬离子激光晶体研究取得较好创新性成果，获得2004年度上海市科技进步一等奖。采用提拉法生长了一系列掺镱硅酸盐单晶和混晶。通过改进泵浦方式，实现了国内机构首次报道的Yb激光材料飞秒激光输出，整体研究水平达到国际先进。
