Cr3+:GdAl3(BO3)4晶体生长和光谱特性的研究

采用顶部籽晶法从K2 Mo3 O10 B2 O3 助熔剂体系生长出尺寸为 30mm的Cr3 :GAB晶体 ,吸收谱测试表明 :Cr3 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带及一个微弱的吸收线 ,两宽带中心的波长为 4 2 0和 5 95nm ,对应于 4A2 →4T1和4A2 →4T2 两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁 ,在4A2 →4T2 吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰 ,其波长为 6 81nm ,对应于 4A2 → 2 E(R线 )的跃迁。荧光测试表明 :Cr3 :GdAl3 (BO3 ) 4(CGAB)晶体荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存 ,宽带范围为 6 5 0～ 85 0nm ,峰值波长为 72 3nm ,对应于4T2 → 2 E ,4A2 的联合能级跃迁 ,荧光线峰波长约为 70 0nm ,其强度较弱。计算了晶场强度和Racah参数 ,其中Dq/B =2 371,晶体属于中阶场介质。研究表明 ,CGAB晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求 ,且有良好的物化性能 ,可以实现宽频带可调谐激光输出。它又具有较大的倍频系数 ,有望实现 35 0nm附近紫外的自倍频激光输出。     

Cr3+:Al2(WO4)3晶体的生长和光谱特性

采用顶部籽晶法从Na2WO4助熔剂体系生长出优质的Cr^3 ：Al2(WO4)3晶体,测定了吸收和荧光光谱,结果表明：Cr^3 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带和一个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为422和595nm,还有两个较弱的吸收峰,其荧光峰值分别为684和663nm。其荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为650～820nm,峰值波长为740nm,荧光线峰波长约为680nm,其强度较强。计算了晶场强度和Racah参数,其Dq／B=2．42,晶体属于中阶场介质。研究表明,Cr^3 ：Al2(WO4)3晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出。     

大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

Mg,Ti共掺Al2O3透明多晶陶瓷光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备Mg,Ti共掺透明氧化铝陶瓷,测定了其吸收光谱、荧光光谱和激发光谱,结果表明,由于Mg2+的电荷补偿,当Ti掺入量较小时,Ti主要以Ti4+形式存在,(Mg,Ti):Al2O3透明陶瓷只在250nm的紫外波段有吸收峰,为O2-→Ti4+的电荷转移跃迁产生的吸收,并产生Ti4+离子在280-290nm和410-420nm的荧光发射峰;当Ti掺入量较大时,氧化铝透明陶瓷除了存在Ti4+的吸收峰,还表现出Ti3+离子490nm的特征吸收峰,即2T2→2E跃迁产生的宽带吸收,Ti3+离子的发射谱线与Ti:Al2O3单晶的相吻合.     

Er:YAP晶体多波长激光运转及偏振特性研究

研究了b轴10 at.%Er∶YAP晶体的偏振吸收和输出特性以及多波长激光运转特性。首次测量了Er∶YAP晶体的偏振吸收光谱,结果显示晶体对偏振方向平行于a轴和c轴的偏振光在~4I_(11/2)能级对应的吸收峰附近的最大吸收系数分别为4.606 3 cm~(-1)(975.2 nm处)和2.936 6 cm~(-1)(967.6 nm处),因此选择合适波长的线偏振光作为泵浦光有利于提高晶体对泵浦光的吸收效率,从而改善激光性能;在氙灯泵浦的激光实验中,自由运转条件下实现了2 710,2 728,2 795和2 918 nm等4条谱线的激光输出,并分别研究了各谱线的偏振特性和起振的阈值特性。通过在谐振腔内加JGS石英片、云母片、 K9镜片等选择性吸收片分别实现了2 918 nm单波长, 2 710,2 821,2 837和2 862 nm等四波长和2 710 nm单波长的激光输出。测量了自由运转和不同选择性吸收片条件下的激光光谱,并与不同选择性吸收片的透过谱及之前报道的荧光光谱进行对照分析,证明通过调节谐振腔能够对Er∶YAP晶体中的起振谱线进行选择。偏振激光实验结果表明除谱线2 918 nm是偏振方向平行于a轴的线偏振光,谱线2 728 nm有时是偏振方向平行于c轴的线偏振光,有时又是偏振椭圆长轴平行于YAP晶体a轴的部分偏振光外,谱线2 710和2 795,2 821,2 837和2 862 nm均为偏振方向平行于c轴的线偏振光;在LD端面泵浦条件下,得到2 710,2 728,2 750和2 795 nm四条谱线的激光输出,其中谱线2 750 nm首次在Er∶YAP晶体中实现激光输出,这四条谱线均为偏振方向平行于晶体c轴的线偏振光;此外,首次测量了该晶体在8 K低温下的吸收光谱,利用Gauss函数对光谱进行分峰拟合,根据拟合结果对激光上下能级各斯塔克子能级进行了能级指认,并结合Er∶YAP晶体激光光谱、荧光光谱对可能的谱线跃迁进行了辨认。Er∶YAP晶体偏振特性和多波长讥光运转特性的研究以及对后续Er∶YAP晶体调Q等技术的实现和电光调Q晶体的选择具有一定的指导意义。     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

Pr3+:Y2SiO5中的反斯托克斯荧光谱及其对基态Stark分裂能级的确定

掺杂在晶体Y2 SiO5(YSO)中的Pr3 ,运用脉冲激光激发 3H4 → 1 D2 跃迁 ,粒子通过非辐射能量转移从能级 1 D2 转移到能级 3P0 ,测得了对应于 3P0 → 3H4 跃迁的反斯托克斯荧光光谱 ,由此可确定 3H4 的Stark分裂能级以及 3P0 能级的能量高度。与运用激光激发 3H4 → 1 D2 跃迁 ,通过观察 1 D2 → 3H4 斯托克斯荧光光谱确定3H4 的Stark分裂能级方法相比 ,该过程避免了不同晶点位置中 (Crystallographicsite)Pr3 的 1 D2 能级间的能量转移影响 ,从而具有较高的确定性。同时 ,我们观察了反斯托克斯荧光的时间特性     

Y3Ga5O12:Cr3+激光晶体的发光特性

在10K—300K温度范围内测量了Cr3+:Y3Ga5O12晶体对应于2E→4A2与4T2→4A2跃迁谱峰的荧光寿命。得出2E、2T1与4T2态的辐射寿命分别为965.8μs、130.7μs与88.6μs。理论拟合的标准相对误差为2.85%。分析了荧光的热猝灭机理,导出了荧光寿命和辐射量子效率的温度依赖关系。     

Ni2+掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及光谱特性

以K2O为助熔剂,在较大的固液界面温度梯度条件下,应用坩埚下降法技术生长了初始Ni2 掺杂摩尔分数为0.5%的近化学计量比铌酸锂晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到由Ni2 离子在八面体中3A2g(F)→3T1g(P)、3A2g(F)→3T1g(F)、3A2g(F)→3T2g(F)能级的正常自旋允许跃迁所产生的381 nm,733 nm,1280 nm吸收峰和3A2g(F)→1T2g(D)和3A2g(F)→1E(D)能级的自旋禁戒跃迁产生的430 nm与840 nm吸收峰。从晶体紫外吸收边的位置初步估算其摩尔分数比x(Li )/x(Nb5 )为0.981。根据晶体分裂场理论和吸收光谱,计算了Ni2 在该铌酸锂晶体中的晶格场分裂参量Dq=781 cm-1、Racah参量B=1096 cm-1与C=4353 cm-1。研究了在不同激发波长下晶体在可见光波段的荧光特征,观察到500~630 nm的绿色与800~850 nm的红色荧光发射带,它们归结为1T2g(D)→3A2g(F)与1T2g(D)→3T2g(F)的能级跃迁所致。     

Nd3+:Er3+:KY(WO4)2激光晶体的生长和光谱特性

采用熔盐法从K2 WO4助熔剂体系生长出尺寸为 4 5mm的Nd3 :Er3 :KY(WO4) 2 透明晶体。从晶体中切割出Ф3× 11 9mm的激光器件 ,测量了晶体的紫外 -近红外的吸收光谱 ,从吸收光谱图上可以看到 ,晶体存在着 974 88nm ;80 1 0 (798 12 ,80 3 95 )nm ;74 8 5 (75 3 5 ,74 3 4 9)nm ;6 5 3 6 1nm ;5 86 6 5nm ;5 18 6(5 4 5 0 3,5 2 1 32 ,4 89 35 )nm ;4 5 2 80nm ;4 0 7 81nm ;36 7 2 2 (377 2 4 ,36 6 4 ,35 8 0 2 )nm九个吸收峰带 ,对各个吸收峰带按照Er3 和Nd3 离子的能级跃迁进行了归属。同时采用Edinburgh InstrumentF92 0荧光光谱仪在室温下对晶体进行了荧光测试研究。研究结果表明 ,共掺Nd3 离子可以增强Er3 :KY(WO4) 2 对半导体激光器泵浦源 (80 0nm)的吸收。     

水热法祖母绿激光晶体的光谱性质研究

报道了温差水热法生长的祖母绿激光晶体(Cr3+:Be3Al2Si6O18)的光学参量特点.通过对祖母绿晶体的吸收光谱和荧光光谱的测量,计算了晶体场强度Dq、Racah参量B和C, Dq/B≈2.3,说明了祖母绿晶体中的Cr3+离子处于中等晶场.室温下的荧光光谱特点显示4T2→4A2的跃迁为700～840nm的宽带辐射跃迁.此外该晶体的有效声子能量h－ω=409.6cm－1,Huang-Rhys因子S=3.5较小,说明祖母绿的电-声子耦合作用较弱.     

Er3+/Yb3+:KG(WO4)2的熔盐提拉法生长及光谱性能

采用熔盐提拉法生长了尺寸达30 mm×25 mm×15 mm的Er3+/yb3+KGd(WO4)2透明晶体,从中切出5 mm×5 mm×3mm大小的激光器件,在室温下测试了吸收光谱,可以观察到晶体存在366,380,489,522,651,811,980 nm等吸收峰,并对之进行了能级归属.同时在980 nm激光激发下测试了荧光光谱,可以发现在1 024,1 535 nm处存在较宽的强发射峰,其半高宽分别为60和36 nm.研究结果表明,Er3+/yb3+KG(WO4)2适合于InGaAs LD(980 nm)泵浦,有可能产生1 024 nm波段及人眼安全的1 535 nm波段的可调谐激光.     

Tunable continuous-wave operation of a Cr3+,Li+:Mg2SiO4 laser

Room-temperature tunable cw laser oscillation of Cr3+ ions in forsterite crystals (Mg2SiO4) codoped with chromium and lithium has been demonstrated, for the first time to the authors' knowledge, in pumping a crystal with a Ti:sapphire laser into the first excited level of Cr3+ ions (4A2-4T2 transition). The laser is smoothly tunable in the region of 1095-1170 nm. A slope efficiency as great as 4.4% has been achieved.     

Study of the effects of Cr ions on Yb in Cr,Yb:YAG crystal

The absorption and fluorescence spectra of Cr,Yb:YAG crystal were measured. There are two absorption bands at 940 nm and 968 nm although the absorption coefficient is lower than that of the absorption peak of Yb:YAG superimposed in Cr:YAG absorption peak. The emission peak intensity is 4 times lower than that of Yb:YAG, which may be caused by the existence of the ground state absorption of Cr⁴⁺ which quenches the Yb³⁺ emission intensity. Although the emission peak of Cr,Yb:YAG is lower than that of Yb:YAG, there is an advantage of this crystal which combines the saturable absorber and gain medium into one and can be a self-Q switching laser crystal if Cr,Yb:YAG crystal is pumped with high energy power.     

激光二极管泵浦的Cr:LiSAF二次谐波产生获得可调谐蓝色激光连续输出

以６７９ｎｍ的激光二极管泵浦１ｍｍ厚掺杂摩尔分数为０．０２２Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ,用α－切割的１类非临界位相匹配的ＫＮ晶体进行内腔倍频,在吸收功率在２５６ｍＷ时,得到了峰值３．１５ｍＷ,波长为４３１．７ｎｍ的ＴＥＭ００模蓝色激光输出,激光阈值为９６ｍＷ,斜效率为１．９７％,通过改变ＫＮ晶体的温度,实现了波长范围为４２３．４～４４５．５ｎｍ之间的连续可调谐蓝色激光输出。     

Yb3+离子掺杂钨酸钾钆晶体的光谱参数

从Yb³⁺:KGd(WO₄)₂(KGW)的吸收谱和荧光谱出发,利用倒易理论计算其各个光谱参量,如吸收截面,受激发射截面,辐射寿命等.由于Yb³⁺:KGW晶体较适合用作二极管泵浦的激光器的材料,而激光二极管所发出的光是偏振光,晶体又是双折射晶体,因此研究了泵浦光的不同通光方向和偏振方向对Yb³⁺:KGW晶体荧光光谱的影响.实验表明在不同情况下其对晶体荧光强度影响较大,因此在设计用激光二极管泵浦的激光器时,应考虑合适的泵浦光偏振方向和入射在晶体上的轴向,其中泵浦光的通光方向比泵浦光偏振方向对晶体的荧光强度的影响更大.对按晶轴切割的这两种晶体,相同实验条件下,荧光强度I_c>I_b>I_a.对于按折射率主轴切割的来说,荧光强度I_Np>I_Ng>I_Nm.在通光方向为c轴,偏振方向平行b轴时得到了最大的荧光强度.     

Growth and optical properties of Cr~（3＋）-doped CdWO_4 single crystals

A high-quality Cr 3+:CdWO4 single crystal at a size of approximatelyΦ25×80 mm is grown using the Bridgman method with CdO,WO3,and Cr2O3 as raw materials and their molar ratio of 100:100:0.5.The temperature gradient of solid-liquid interface at growth is approximately 50?C/cm and the growth rate is 0.05 mm/h.The X-ray diffraction(XRD),absorption,excitation,and emission spectra of different parts of the as-grown and O2-annealed crystals are investigated.Two strong broad optical absorption bands of about 472 and 708 nm are observed,and they are associated with the transitions 4 A2→ 4 T1 and 4 A2→ 4 T2.The weak 4 T2→ 2 E transition(the R-line)at 632 nm is also observed.The crystal-field parameter Dq and the Racah parameters B and C are estimated to be 1 412.4,776.8,and 3 427.6 cm? 1,respectively,according to the absorption spectra and crystal-splitting theory.A broadband fluorescence at about 1 000 nm due to 4 T2→ 4 A2 transition is produced by exciting the samples at 675 nm.After being annealed in an O2 atmosphere,the crystals become more transparent,while the effective light absorption of Cr 3+ ions is evidently enhanced and the emission intensity is also strengthened due to the reduction of oxygen vacancies in the CdWO4 crystal after annealing.     

新型激光晶体Nd：GdVO_4

报导了新型激光晶体Nd:GdVO4的结构及生长;研究了其光谱特性,得出在808 nm处具有较强的吸收峰,且三个主发射峰波长分别为912.6 nm、1 063.1 nm、1 341.3 nm;讨论了其热导率,认为具有很高的热导率可能是因为掺入Nd3 后晶格畸变并不大引起的;通过与Nd:YVO4和Nd:YAG进行性能比较,证明该晶体是LD泵浦高功率激光器的理想工作物质.     

Efficient Lasing Demonstration of a New Crystal Nd: Sr_5 (PO_4)_3F

Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｌａｓｉｎｇ　Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｎｅｗ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｎｄ：Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３ＦＥｆｆｉｃｉｅｎｔＬａｓｉｎｇＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆａＮｅｗＣｒｙｓｔａｌＮｄ：Ｓｒ_５（ＰＯ_４）_３Ｆ￥ＺＨＡＯＳｈ...