激光Lasing，通常从荧光开始，并且激光波长限定为增益材料的荧光光谱。获得超过该固有发射光谱的波长，需要多声子过程辅助发射。然而，这比源自电子能级之间直接跃迁的荧光弱得多，电子能级之间的直接跃迁，仅涉及少量声子。
近日，山东大学 晶体材料研究所 梁飞Fei Liang，于浩海Haohai Yu，张怀金Huaijin Zhang，南京大学固体微结构物理国家重点实验室、现代工程与应用科学学院、人工微结构科学与技术协同创新中心的何程Cheng He，陈延峰Yan-Feng Chen，在Nature Physics上发文，提出了在镱Yb掺杂YCa4O（BO3）3晶体中，实现了远超出荧光光谱的激光。
实验选择性地放大了三到八个声子过程，并抑制了所有较少的声子过程，这归因于来自自由氧位置的振动模式相互作用。在五个部分中，获得了1,110–1,465nm总光谱可调性，每个部分都有其配置，对应于三到七个声子情况。最长（八声子）激射波长可达1518nm，超出荧光光谱400nm以上。
这一研究结果，有助于加强原有弱电子-声子-光子相互作用，并有望增进在荧光光谱之外工作的按需激光器研究。
Multiphonon-assisted lasing beyond the fluorescence spectrum
图1：多声子-电子耦合激光器示意图。
图2：Yb:Lu2O3, Yb:YCa4O(BO3)3，(Yb:YCOB)晶体及其激光产生。
图3：超出荧光光谱的激光。
图4：多声子-电子耦合激光机制。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01748-z
DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-022-01748-z
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