近日，华中科技大学张新亮、施雷课题组在ACS Photonics上发表最新文章，利用单个铒-镱-铥共掺的氧化硅回音壁模式微腔，首次在室温连续波泵浦条件下实现了基于稀土元素的上转换白光微型激光器，并系统研究了掺杂浓度、掺杂比例及提取方式对出射激光颜色的影响。

华中科技大学研究人员在氧化硅微球腔中掺杂了铥、铒、镱三种元素作为增益物质，基于所提出的新型掺杂方法上的优势，掺杂后的氧化硅微球腔在1620 nm处的负载Q值超过108，在位于可见波段的766 nm与634 nm处的负载Q值也超过了107。使用975 nm的连续波半导体激光器对掺杂微腔进行泵浦，可以同时实现红、绿、蓝三原色激射，并通过耦合光纤获取白光激光。

图1. 基于稀土元素的连续波上转换白光微型激光器示意图及器件性能表征。

图2. 基于耦合光纤提取的出射功率和发射峰线宽随泵浦功率的变化。

图3. 基于耦合光纤提取的激射光谱及激光色度坐标。

图4. 基于耦合光纤（图a）和基于散射（图b）所获取的激光，以及不同颜色激光的模式分布。

图5. 不同掺杂比例时的微球腔散射光。

总结与展望 

本工作首次在室温连续波泵浦条件下实现了基于稀土元素的连续波上转换白光激光，并系统研究了微腔的掺杂浓度、掺杂比例及提取方式对出射激光颜色的影响。该研究成果以“Room-temperature continuous-wave upconversion white microlaser using a rare-earth-doped microcavity”为题在线发表在ACS Photonics上，并被选为当期封面论文。相关工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室开放课题、应用光学国家重点实验室开放课题等项目的资助。

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