摘要： 工作于中红外波段（特别是3微米波长）的激光器因其在大气监测、医疗手术、遥感和科学研究中的广泛应用而备受关注。此类激光器可作为光学参量振荡器及向更长红外波段转换的高效优质辐射源。掺杂Ho3?离子的激光活性介质是实现该光谱范围辐射的研究热点。然而由于缺乏能高效泵浦Ho3?离子的商业化激光二极管，在Ho3?离子5I6→5I7能级跃迁处实现激光辐射仍是复杂课题。 已知Yb3?离子是多种激光活性晶体中Ho3?离子的高效敏化剂。通过Yb3?向Ho3?的能量传递方案，已在闪光灯泵浦的Cr:Yb:Ho:YSGG和Cr:Yb:Ho:Eu:YAP激光器[1,2]以及二极管泵浦的Ho:Yb:GGG和Ho:Yb:YSGG激光器[3]中实现。此外，5I6→5I7跃迁属于"自终止"过程——其下能级5I7的荧光寿命显著长于上能级5I6。通过共掺Tb3?或Pr3?离子可加速下能级退激过程。 采用布里奇曼法生长了掺杂Ho3?、Yb3?、Tb3?、Pr3?离子的CaF?晶体系列，同时通过激光加热基座法成功制备了掺杂相同离子的Gd?O?、Y?O?单晶光纤。Yb:Ho:Gd?O?和Yb:Ho:Pr:Gd?O?晶体的吸收光谱显示：Yb3?掺杂增强了850-1050nm波段的吸收系数，使该介质适合商用激光二极管高效泵浦。 在共掺Tb3?和Pr3?离子的CaF?晶体中研究了Ho3?离子5I6和5I7能级的荧光寿命。发现共掺杂能有效耗尽Ho3?离子下能级5I7，同时对上能级5I6影响甚微（表1）。下能级寿命从Yb:Ho:CaF?晶体的17.5ms缩短至Yb:Ho:Tb:CaF?的0.75ms。在Yb3?:Ho3?:Pr3?:Gd?O?和Yb3?:Ho3?:Tb3?:Gd?O?单晶光纤中也观察到下能级5I7的退激效应——分别共掺0.5at.% Pr3?和0.5at.% Tb3?离子后，其寿命从8.25ms降至1.04ms和0.67ms。 本研究首次在Gd?O?、Y?O?单晶光纤中验证了Yb3?、Tb3?或Pr3?与Ho3?共掺对增强~2.8-3μm波长处5I6→5I7跃迁激光性能的效果。结果表明：Yb3?:Ho3?:Tb3?:Gd?O?单晶光纤和CaF?:Yb3?:Ho3?:Tb3?晶体是开发2.8-3μm波长紧凑型LD泵浦激光器的理想介质。