中國科學院上海光學精密機械研究所微納光電子功能材料實驗室激光晶體研究團隊在CeF₃晶體研究基礎上，開展了Er:CeF₃晶體生長、光譜和磁光性能研究。相關研究工作發表在Journal of Alloys and Compounds上。

　　摻鉺（Er³⁺）材料在激光器、光振蕩器和光放大器等領域具有重要應用。三氟化鈰（CeF₃）晶體具有大稀土離子半徑、高透過率以及較低的聲子能量，有助于降低無輻射躍遷概率，是有潛力的激光基質材料。此外，CeF₃晶體屬于六方晶系，擁有較寬的透過波段，是重要的磁光材料，在偏振開關、磁光隔離器、法拉第旋轉器等方面具有應用前景。

　　光譜研究表明，Er:CeF₃晶體有利于~1.5 μm激光的輸出，在1564.6 nm處的發射截面為1.053×10^-20 cm²，相應的熒光壽命為1.675 ms。磁光研究發現，Er³⁺可以有效提高CeF₃晶體的磁光Verdet常數，其在可見532 nm和近紅外1310 nm處的Verdet常數分別達到231.0和24.4 rad/(T·m)，比純CeF₃晶體分別提高了23.5%和12.4%，并且高于傳統商用TGG晶體。Er³⁺增強CeF₃晶體的磁光效應主要源于Er³⁺和Ce³⁺之間的超交換作用，使晶體場產生進一步分裂，導致法拉第效應增強。該研究對探索兼具激光和磁光性能的多功能晶體具有參考價值。

　　研究工作得到國家自然科學基金和中科院青年創新促進會的支持。

　　論文鏈接 

　　Er:CeF₃晶體的熒光光譜曲線（a）和Verdet隨波長的變化曲線（b）