激光作為20世紀(jì)“四大發(fā)明”之一,在科學(xué)研究、工業(yè)制造、航空航天、生物醫(yī)療、國(guó)防安全等領(lǐng)域發(fā)揮了變革性的、不可替代的關(guān)鍵核心作用。當(dāng)前,激光技術(shù)“無(wú)所不在”,已廣泛深入到人類(lèi)生產(chǎn)、生活之中。激光增益介質(zhì)是激光器的核心和基礎(chǔ),在激光技術(shù)的發(fā)展歷程中發(fā)揮了“里程碑”作用。其中,固體激光材料主要是以稀土或過(guò)渡族金屬離子等作為激活中心的單晶、陶瓷、玻璃等材料,激活離子為能量轉(zhuǎn)換提供合適能級(jí)結(jié)構(gòu),產(chǎn)生高效的受激輻射,從而實(shí)現(xiàn)激光輸出。以固體激光材料為增益介質(zhì)的激光器具有高功率、高效率、高光束質(zhì)量、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),成為激光技術(shù)發(fā)展的重要分支。
近年來(lái),我國(guó)在固體激光增益材料研究方面取得了一系列重要突破:成功生長(zhǎng)的全球最大口徑鈦寶石晶體支撐了10 PW激光系統(tǒng)的建立;自倍頻黃光激光晶體的商品化成為國(guó)際上首例復(fù)合功能晶體的實(shí)用范例;大尺寸YAG晶體/陶瓷、激光光纖為我國(guó)大功率激光設(shè)備的研制保駕護(hù)航;大尺寸高性能釹玻璃、Yb∶CaF2晶體的研制使重頻超強(qiáng)激光技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能;寬光譜增益玻璃已成為高通量光通信和放大技術(shù)進(jìn)步的增益材料保障。
探索無(wú)止境,應(yīng)用無(wú)極限。激光增益材料一方面不斷向大尺寸、超大尺寸發(fā)展,推動(dòng)材料制備技術(shù)的持續(xù)發(fā)展;另一方面正在向多維度發(fā)展,包括二維薄膜、一維光纖、零維納米晶等,開(kāi)拓了激光材料的新領(lǐng)域。本專(zhuān)刊聚焦“固體激光增益介質(zhì)”,特別邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)部分專(zhuān)家、學(xué)者撰寫(xiě)論文,展現(xiàn)了在可見(jiàn)光、中紅外波段激光材料、光通訊光纖激光材料、微納增益介質(zhì)材料和微納激光技術(shù)等方面的最新研究進(jìn)展和成果。由于時(shí)間和篇幅所限,很多優(yōu)秀的研究未能及時(shí)收錄在本專(zhuān)刊中。希望本專(zhuān)刊能夠拋磚引玉,為促進(jìn)我國(guó)固體激光增益介質(zhì)材料和先進(jìn)激光技術(shù)的研究與應(yīng)用發(fā)展提供有益參考。