2010年10月，上海光機所高功率激光單元技術(shù)研發(fā)中心胡麗麗研究員、張軍杰研究員課題組承擔的科技部863項目（2007AA03Z441）“2μm稀土摻雜激光玻璃光纖研制項目”利用自行研制的摻銩鍺酸鹽玻璃微片，在國際上首次實現(xiàn)了LD泵浦條件下2μm摻銩玻璃微片346mW的國際最高激光輸出功率。

2μm波段激光位于重要的人眼安全波段，在激光醫(yī)療、紅外遙感、探測和光電對抗等民用和軍用領(lǐng)域均具有十分重要的應(yīng)用。重金屬氧化物鍺酸鹽玻璃與碲酸鹽玻璃同樣具有透中紅外特性好、基質(zhì)聲子能量低等特性，物化和機械特性更為優(yōu)良，是一種理想的激光基質(zhì)材料。2008年英國St. Andrews.大學采用793nm連續(xù)鈦寶石激光器，在銩單摻TeO₂-ZnO-Na₂O-GeO₂含氧化鍺的碲酸鹽玻璃微片中獲得了斜率效率為28%，輸出功率達124mW的1.9μm激光輸出 (Opt. Express, 16, 19146, 2008)。2010年10月，采用800nm鈦寶石激光器泵浦，分別在銩單摻GeO₂-PbF₂-Na₂O-Ga₂O₃鍺酸鹽玻璃微片中，獲得了輸出功率達190mW，斜率效率50%，中心波段位于1.952μm的激光輸出；在Tm3+/Ho3+共摻的TeO₂-ZnO-Na₂O玻璃微片中，獲得輸出功率達74mW，斜率效率26%，中心波段位于2.012μm的激光輸出。上述幾例激光實驗中采用的泵浦源均為鈦寶石激光器，其實驗結(jié)果均為所見報道中的最好結(jié)果。而上海光機所本次項目進展所得結(jié)果均優(yōu)于上述結(jié)果。

該課題組徐茸茸等人通過積極探索和努力，對玻璃組分及其性能不斷進行優(yōu)化，最終采用自行研制的GeO2-Ga2O3-Na2O-BaO-La₂O₃-BaF₂鍺酸鹽玻璃體系（Tg=640℃、ΔT=198.9℃），在單摻銩鍺酸鹽玻璃微片中實現(xiàn)了中心波長為1.995μm，光譜寬度為20nm的激光輸出。在最大有效泵浦功率為2.27W的條件下，獲得的最高激光輸出功率為346mw，斜率效率為25.6%。實驗中采用的泵浦源LD的中心波長為792nm，其尾纖纖芯直徑為200μm，數(shù)值孔徑0.22。鍺酸鹽玻璃有效通光長度為7mm，兩個通光端面分別鍍有792nm和2μm波長的高透介質(zhì)膜。泵浦耦合效率為86%，玻璃有效吸收達到80%。

隨著新型高效激光基質(zhì)材料的不斷出現(xiàn)以及激光二極管(LD)技術(shù)的不斷提高，LD泵浦的固體激光器已逐漸成為激光器發(fā)展的主流。目前固體激光器小型化的一個重要方向是微片激光器。微片激光器是一種具有固體微型腔結(jié)構(gòu)的端面抽運激光器件，其典型結(jié)構(gòu)是在激光介質(zhì)的兩個通光端面上分別鍍介質(zhì)膜，形成微型振蕩腔。微片激光器是結(jié)構(gòu)最緊湊的固體激光器，具有經(jīng)濟、小型、高效、光束優(yōu)、壽命長以及調(diào)整便利等優(yōu)點。

該研究項目也得到了中國科學院和國家外國專家局創(chuàng)新團隊國際合作伙伴計劃項目經(jīng)費的支持。