中国科学院上海硅酸盐研究所研究员苏良碧、徐军团队自2003年开始系统开展了Yb:CaF2晶体的研究工作，提出“在稀土掺杂碱土氟化物（AeF2,Ae=Ca,Sr,Ba）激光晶体中掺入M+（或Me3+），可以在原子、分子和基团尺度上调控稀土离子的局域配位结构”的学术思想，发现在Yb3+:CaF2晶体中调整Na+和Yb3+的浓度比可以调节其吸收和发射光谱性能，并可形成独特的光谱性能，即在低温下（<80K）仍然具有宽吸收和发射光谱，有利于实现Yb3+离子低温四能级超快激光输出。与德国耶拿大学（POLARIS工程）、奥地利维也纳技术大学合作，分别实现了全LD泵浦的TW（太瓦，1012瓦）级超强超短激光输出（Opt.Lett.,2008,33:2770）和低温飞秒激光放大（Opt.Lett.,2009,34:2075；Opt.Lett.,2011,36:1914），使该晶体成为国际上发展新一代全LD泵浦超强超短激光装置的主要增益介质之一。

　　最近，上海硅酸盐所在Y3+,Nd3+:CaF2激光晶体中研究发现，通过调整掺杂离子Y3+、Nd3+的比例和组成，可以改变激活离子Nd3+在晶格中的微观局域配位结构，从而使得该晶体的光谱参数可以在一定范围进行调控：发射波长1040~1070nm、发射带宽（FWHM）15~31nm、发射截面1.5~4.5*10-20cm2、寿命200~1000μs等。由此，赋予了Nd:CaF2晶体材料新的生命力：2012年3月首次采用钛宝石泵浦实现了Nd,Y:CaF2晶体的激光输出（LaserPhys.Lett.,2013,10:035804）；特别是2014年，与上海交通大学教授谢国强、钱列加等合作，采用LD泵浦实现了103fs的SESAM锁模超短脉冲激光输出（Opt.Lett.,2014,39:1737），这是国际上首次在掺Nd的激光晶体中实现百飞秒锁模激光输出。此外，与中科院物理研究所魏志义研究员合作，实现了Nd,Y:SrF2晶体高效率的飞秒（332fs）锁模激光输出：激光斜率效率最高达67%，这是迄今Nd激光晶体中飞秒激光输出的最高效率（AppliedPhysicsExpress,2014,7:092704)。该晶体在高能重频激光系统中也展现出良好的应用前景。

　　Nd,Y:Ca(Sr)F2激光晶体

　　Nd,Y:CaF2激光晶体锁模脉冲自相关曲线（上）和光谱图（下）

　　Nd,Y:SrF2激光晶体飞秒锁模工作模式下激光输出功率图