近日，我室硕士研究生黄庆、白胜闯助理研究员和王训四研究员在Journal of Lightwave Technology上发表了题为“Single-mode low threshold lasing at ~2.1 μm inHo³⁺/Yb³⁺ codoped fluorotellurite glass microspheres”的研究论文（2024, 42(5): 1611-1615, IF=4.7）。文章链接：https://doi.org/10.1109/JLT.2023.3327482。

       单模激光在高精度测量、单纳米颗粒检测等应用方面取得了重要进展。基于回音壁模式的玻璃微球具有极高的品质因数（Q值）和极小的模式体积，被认为是低阈值微纳激光器的理想平台。近年来，~2 μm微纳激光在医疗外科和传感领域展现出广阔的应用前景，研究人员对此类激光器产生了浓厚的兴趣。对于稀土离子在~2.0 μm波段的发光，Ho³⁺和Tm³⁺均表现出优异的性能。然而，与Tm³⁺相比，Ho³⁺的发射截面约为Tm³⁺的5倍，辐射衰减寿命更长，工作波长也更长。因此，掺Ho³⁺的玻璃微球激光器引起了广泛的关注。但是，其激光发射阈值通常较高，无法满足低功耗光子器件的要求。本工作报道了一种工作波长为~2.1 μm的单模Ho³⁺/Yb³⁺共掺氟碲酸盐玻璃微球激光器，激光发射阈值仅为96.2 μW，并且氟碲酸盐玻璃微球还具有较高的Q值，可达10⁶。此外，还研究了该微球激光器的激光波长随温度的变化特性，激光波长的温度灵敏度为38 pm/°C。

图1.在976 nm激光泵浦下，Ho³⁺/Yb³⁺共掺氟碲酸盐玻璃微球激光器的工作原理图

图2.（a）泵浦功率分别为86.1 μW（黑色曲线）和96.2 μW（红色曲线）时的Ho³⁺/Yb³⁺共掺氟碲酸盐玻璃微球的光谱；（b）输出功率随泵浦功率的变化关系

图3.（a）环境温度变化引起的Ho³⁺/Yb³⁺共掺氟碲酸盐玻璃微球激光器的激光波长位移；（b）激光波长与环境温度的关系