天津大学王清月教授作了题为"光子晶体光纤在飞秒激光技术中的应用"的报告。王教授在报告中指出：光子晶体光纤是一种具有二维周期结构的光子晶体材料，它具有带隙结构，无频率截至单模传输，零色散可控，强烈的非线性效应，加强的双折射效应，超长距离传输，高的非线性，等许多独特的优点，它是新一代非线性光学材料，同时也是新一代飞秒激光技术的基础材料。在激光技术、非线性光学、光通信、量子通信等诸多领域，光子晶体光纤都具有十分广泛和重要的应用。并就光子晶体光纤及其应用、国内外研究情况和他领导的课题组所取得的成果进行了详细介绍。已取得成果有：1、非均匀微结构光纤中产生并传输超连续光谱，超连续光谱的脉宽为400-1400nm；2、偏振控制的频率变换；3、偏振控制的双路输出反斯托克斯波；4、高阶模式下的位相匹配；5、偏振控制高阶模式下的位相匹配；6、多重频率上转换；7、多芯光子晶体光纤中的输出模场；8、频率变换。光子晶体光纤作为新一代非线性光学器件、新一代飞秒激光器和新一代高功率激光材料，将会受到越来越高的重视。同时对国内在该领域的研究工作提出建议，希望有新的光子晶体光纤拉制机构产生和新的各种掺杂的光子晶体光纤的出现。
中科院物理研究所魏志义研究员作了题为"对复合晶体材料产生高功率超短脉冲激光的一点认识"的报告。材料是取得激光突破的先决条件，由于现在激光科学发展的两个方向存在着问题：LD泵浦的全固态激光器不能实现超短脉冲，而产生超短脉冲的钛宝石不能有激光二极管泵浦。所以呼唤新的激光材料：带宽如钛宝石, 吸收如Nd:YAG，尺寸如玻璃大能量、窄脉宽，希望能够研制成功可以用激光二极管泵浦、窄脉宽的材料。同时也呼唤新的二极管激光，能直接泵浦钛宝石，从而实现高效率、小型化。产生超强激光的方法啁啾脉冲放大-CPA、OPCPA，由于本方案需要展宽又压缩，因此方案非常复杂。钛宝石晶体（850TW），不能直接泵浦，尺寸无法太大。玻璃材料（1500TW），重复频率不能高，应用受限。新的材料、新的技术，是最能取得突破的两个方面，即直接泵浦，保持全固态、短脉宽的共同优点。Nd:YAG激光能够直接放大，脉宽仅ps量级；Yb:YAG晶体基本上能满足上述条件，激光的直接放大，脉宽可小于100fs，但尺寸受限。所以陶瓷激光是一个重要的发展方向。日本Ken-ichi Ueda实验小组用Nd:YAG陶瓷获得了110W的激光输出，斜率效率高达41.2%，高于同样尺寸的Nd:YAG晶体。用SESAM锁模皮秒全固态Nd:YVO4激光，输出功率>1.7W （9.2W泵浦），脉冲宽度>2.3ps（假设高斯形状）。用低温生长的GaAs作饱和输出镜的ps锁模获得脉冲宽度为42ps。用主动镜锁模全固态Nd:YAG激光获得488ps，10W连续激光输出。直接再生放大获得50W的CW激光模块泵浦，300mJ放大输出。
中国电子科技集团公司第十一研究所徐学珍高级工程师作了题为"优质大尺寸--当前激光晶体发展的重点"的报告。发展优质大尺寸激光晶体，既是高功率、高光束质量固体激光器的急需，又是激光晶体材料产业化发展和国防建设的需要。因此，优质大尺寸成为了当前激光晶体发展的重点。先进的Nd:YAG、Nd:GGG等晶体是军用激光器的关键材料，是国家的重要战略资源。发展优质大尺寸晶体是国家政府的行为，代表一个国家高科技发展水平，目前只有少数发达国家能研制和生产，他们对我国实行封锁和禁运，这些高技术用金钱是无法从国外买回来的。生长优质大尺寸晶体的关键技术主要有晶体直径自动控制技术、界面形状及界面稳定性控制技术、晶体生长系统设计与制作技术、拉晶原料合成技术等。自动控径技术主要有：称重法、弯月面光环反射法和晶体外形成像法等，目前国际上普遍采用的是上称重法。采用微凸界面生长，如果工艺得当，有可能消除晶体"侧心"。采用平界面生长，晶体"核心"和"侧心"都消除，平界面生长的晶体位错密度低，光学质量和光学均匀性好。目前我国优质大尺寸Nd:YAG、Nd:GGG晶体的技术水平比美国落后十几年，造成技术落后的主要原因是晶体生长设备技术落后，相关的配套技术条件欠缺，问题的主要根源是资金的投入严重不足。
四、会议目的
激光材料是激光技术发展的核心和基础。当前，激光材料的组成和结构发生了深刻的变化，已由传统的块体材料单晶和玻璃，衍生出具有微结构的陶瓷和光纤，推动着激光技术新一轮的迅猛发展。与此同时，高平均功率、高光束质量的固体激光器的发展，引入了新型的激光工作物质构型和泵浦方式，对传统激光晶体的尺寸提出了更高的要求，反过来推动着晶体生长技术持续发展。
目前，美国、德国、英国和日本分别在晶体、玻璃、光纤和陶瓷激光方面，总体上领先于世界各国。我国的激光技术总体上仍然没有摆脱"跟"的状态，基本没有原创性的新概念、新材料，导致我国激光技术产业和国防建设受制于人。在激光科学发展的这一关键时期，召开全国范围内激光材料领域的精英专家参加战略研讨会，旨在探讨激光材料的发展规律和趋势，以及在激光材料的基础研究和应用基础研究方面，未来5-10年来急需解决的重要基础科学问题。通过广泛而深入的研讨，为解决目前我国新型激光器的核心和基础--激光材料落后于人的现状而形成共识和凝聚目标，部署若干操作性强且切实可行的合作研究方案。
五、专家共识和建议
1、把激光材料的基础科学研究作为国家科技发展战略目标之一，重视材料的基础作用，争取列入2006年国家重点基础研究发展计划（973计划）指南。
2、"一代材料，一代器件"，材料对激光器件具有重大的推动作用，激光材料是固体激光技术的基础和制高点，特别是高功率、大能激光器，目前我国激光高技术产业落后于人的根本和核心问题之一是缺乏高质量的激光基础材料。
3、改变一味地以应用带动基础材料研究的现状，"材料先行"，加大基础材料研究的资助力度，重视支持新现象、新效应、新概念的基础研究，使我国在21世纪中叶以后在晶态和非晶态激光材料上改变总体上"跟"的状态，适应当时中国科学技术和经济在世界上的地位。
4、中长期激光材料领域必须解决的重要基础科学问题主要有：（1）全面建立各类激光材料的创新系统；（2）结合高完整大晶体的生长，深入研究晶体生长的缺陷和机理，在解决困扰大单晶生长的"尺寸效应"的过程中发展晶体生长理论；（3）研究离子的发光特性、能量传递及其与晶格相互作用的机理，设计和构建高效发光的结构环境，发展新的激光材料；（4）高功率密度下（104-107W/cm2）激光材料的热效应和激光损伤的微观机理；（5）微纳结构激光材料（陶瓷、光纤等）制备技术的基础理论。
5、在未来5-10年内我国激光材料发展的重点方向：（1）面向先进制造技术、"新概念"激光武器等应用的优质大尺寸激光晶体的生长、高精度加工的技术及相关设备的研究；（2）低散射透明陶瓷（微/纳米聚晶）的研究；（3）新型光纤、光子晶体光纤的研制；（4）面向人眼安全、遥感、光通讯、医疗等应用的中红外激光材料。通过国家层面的有效组织，项目牵引、定期召开类似的专题会议、适时成立具有广泛性和权威性的激光材料研究发展战略专家咨询机构，改变当前我国在该领域研究力量分散、低水平重复的现状，加强合作，凝炼目标，力争未来5-10年内在若干重要方向上形成国际领先优势。同时，定期总结研究进展和存在的问题，提出新的发展目标，为有关决策部门提供科学依据。 （东方科技论坛第66次学术研讨会第66期简报051116）
