近日，我室2021级硕士研究生黄庆和白胜闯助理研究员（通信作者）在《Applied Physics Letters》上发表了题为“Extremely lower lasing threshold in Er³⁺/Yb³⁺ co-doped phosphate dual glass microspheres”的研究论文（2024, 125(9): 091104, IF=3.500），并被选为Editor’s Pick文章。论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0216612。

       掺铒玻璃微球激光系统在生物医学和光纤传感等领域展现出了广阔的应用前景。然而，随着未来光子器件朝着低功耗和高能量密度的方向发展，较高的激光阈值阻碍了其进一步的应用。在这项研究中，作者提出了一种独特的双微球系统，通过将两个微球放置在单模光纤锥上，在1544 nm波长处实现了超低阈值单模激光发射（19 μW）。相比于单微球系统的56 μW阈值，这一双微球系统显著降低了激光发射阈值。该研究表明，低阈值紧凑型红外激光源在光子学前沿应用领域具有重要的应用潜力。

图1. 在980 nm LD激发下，不同直径Er³⁺/Yb³⁺共掺磷酸盐玻璃微球的激光功率随泵浦功率的变化规律。（a）直径172.6 μm；（b）直径128.7 μm。图（i）和图（i i）分别表示微球的光谱特性和实际耦合情况。

图2.（a）双微球耦合系统装置图，锥形光纤用于输入泵浦光（黑色箭头）和收集信号光（红色箭头）；（b）双微球耦合系统的暗场图像，分别显示了两球的初始状态和 微球A 向左移动 360 μm 后的图像（微球B 保持静止）；（c）微球A 向 微球B 移动过程中激光阈值随移动距离的变化。