1.5μm波段多波长Er:Yb:YAl_3(BO_3)_4激光器

采用熔盐法获得了Yb3+和Er3+离子掺杂浓度分别为25和1.1at.%的YAl3(BO3)4晶体。利用970nm半导体激光器作为泵浦源,通过调节其准连续运转的占空比实现了增益介质在不同晶体温度下的激光运转,并分析了不同Er:Yb:YAl3(BO3)4晶体温度对1.5μm波段输出波长的影响。在端面泵浦的平-凹腔中,分别实现了1600、1550、1540、1520nm4种波长的激光运转,其斜率效率分别为21%、6%、17%、15%。当吸收泵浦功率为15.7W时,这4种激光波长的最大准连续输出功率分别达到2.4,0.64,1.5和1.2W。这种输出波长的温度效应有可能成为一种获取1.5μm波段特定应用波长激光的方法。     

LD端面抽运1.5μm Er3+,Yb3+∶YAl3（BO3）4激光器

报道了一种基于Er3+,Yb3+∶YAl3(BO3)4晶体的1.5μm固体激光器。为了解决由晶体严重的热效应所导致的激光器转化效率较低以及无法连续运转的问题,对控温炉设计以及抽运光源参数,如调制频率、占空比和腰斑尺寸等,进行了实验优化,从而减小了晶体的热负载,提高了准连续激光器的输出性能。在抽运源调制频率为40Hz,占空比为10%,抽运光腰斑半径为80μm,注入功率为17.6W时,获得了2.6W的准连续1.5μm激光输出,斜率效率为18.1%;同时在抽运功率为5W时,实现了290mW的连续单横模1.5μm激光输出,斜率效率为8.5%。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的发光与1.54μm激光性能

介绍了用于1.54μm激光发射的Er3 /Yb3 共掺激光材料的发展,并着重介绍了Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃的光谱性质,及其在玻璃激光器、光纤激光器、光纤放大器以及光波导中的应用.最后,对Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃材料的发展前景作了展望.     

高重频大能量1.6μm波段全固态激光的研究进展(特邀)

1.6μm附近波段激光不仅属于人眼安全波段,而且处于大气传输窗口,不仅如此,高重频、大能量的1.6μm附近波段激光还可携带高分辨率、大数据量的信息远距离传输。近年来随着晶体制备和镜片镀膜工艺的提高,通过直接泵浦增益介质和频率转换技术获得1.6μm附近波段的激光在重复频率、能量和光束质量等方面都得到了很大进展。首先,介绍了直接泵浦掺Er3+晶体、受激拉曼频移和光参量振荡产生1.6μm附近波段激光的原理和研究进展;其次,总结了三种方案在获得1.6μm附近波段激光的优点和缺点;最后,分析了它们在获得高重频、大能量1.6μm附近波段激光的应用前景。针对光参量振荡输出激光光束质量较差的问题,文中进行分析并给出相应解决方法,最后对通过光参量振荡获得较好光束质量、高重频、大能量1.6μm附近波段激光的发展前景进行了展望。     

钛宝石激光抽运Nd:GdAl3(BO3)4晶体输出蓝绿色激光

利用钛宝石激光器抽运Nd3+:GdAl3(BO3)4(NGAB)非线性激光晶体,通过抽运光与基波光自混频实现了连续蓝色激光输出.在此基础上,将一块KTP非线性光学晶体插入到NGAB晶体和输出镜之间,实现了蓝绿色激光的同时输出.     

Ho3 ,Yb3 :YA13(BO3)4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,YB3+共掺的Ho3+,YB3+YA13(BO3)4(Ho,YBYAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,YBYAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2＝1.50639×10-18 cm2、Ω4＝4.86489×10-19 cm2和Ω6＝1.40248×10-19 Cm2.研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光.     

Yb:GdYAl3(BO3)4晶体的生长及性质研究

采用助熔剂法生长了Yb：GdYAl3（BO3）4晶体。测量了晶体的室温吸收谱和荧光谱。该晶体在960nm和974nm处存在两个吸收带，适合InGaAs泵浦；在1002nm和1044nm处各存在一荧光谱峰。研究了晶体的热学性质，平行于c轴方向的热膨胀系数约为α轴方向的5．4倍。采用化学腐蚀光学显微法研究晶体缺陷证明Yb：GdYAl3（BO3）4中存在孪晶结构。     

同带泵浦Ho3+激光晶体1.2 μm 波段红外激光阈值功率

为探索同带泵浦掺杂Ho3+激光晶体1.2 μm波段红外激光输出, 采用掺杂浓度为1 at%的Ho3+: LLF激光晶体作为激光增益介质, 应用两种典型准三能级理论模型, 计算了Ho3+在5I6和5I8 能级间跃迁辐射1.19 μm激光的阈值功率, 分析了泵浦光和激光束腰半径、激光晶体长度、吸收损耗、腔镜反射率等参量与阈值功率的变化关系, 得出了吸收损耗是影响阈值功率最敏感因素的重要结论, 确定了泵浦阈值功率的范围, 为后续1.2 μm波段红外激光实验研究提供了可靠的理论参考数据.     

Nd3+:KGd(WO4)2激光晶体的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20 mm×60 mm的优质Nd3+:KGd(WO4)2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行测试研究表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.用600 m波长的染料短脉冲(束腰为420μm)激光纵向抽运φ3.5 mm×30mm晶体激光器件,对1352.5 nm激光进行腔内拉曼散射频率自转换,在1539.5 m人眼安全波段实现了44μJ/pulse的激光输出,光-光转换效率为1.26%.用脉冲氙灯抽运φ3.5 mm×26 mm的激光器件,在1.067 μm处得到125.5 mJ的激光输出,激光阈值为≤1.6 mJ.在同等条件下对φ3.5 mm×35 mm的YAG:Nd激光晶体进行了激光实验研究和YAG:Nd3+晶体相比,KGW:Nd3+晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.     

Yb3+掺杂对Yb:GdYAl3(BO3)4晶体性质的影响

采用助熔剂法生长了不同Yb3+掺杂量的Ybx:Gd0.20Y0.8-xAl3(BO3)4 (Yb:GdYAB).对比分析Yb3+掺杂量对晶体的晶胞参数、室温吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命、比热等性质的影响,结果表明,Yb3+掺杂量对晶体的生长、光谱和比热有较大的影响.随着Yb3+掺杂量的增加,吸收峰的半波宽增大,吸收强度提高.随着Yb3+掺杂量的增加,Yb:GdYAB晶体的荧光光谱的强度下降,荧光寿命逐渐降低.随着Yb3+掺杂量的增加,Yb:GdYAB晶体的比热逐渐变小.研究结果表明,选择适中的Yb3+掺杂量,不仅有利于Yb:GdYAB晶体的生长,也能保证各种性能都较优良,更有利于实现自倍频激光的输出.     

NaY(WO_4)_2:Tm,Yb晶体的上转换发光

用高频加热 Czochralski法生长了 Yb3 ,Tm3 共掺的 Na Y(WO4) 2 晶体。测量了晶体在室温下的 2 90～ 2 0 0 0 nm内的吸收谱 ,并对跃迁的能级进行了指认。在 972 nm二极管激光器泵浦下观察到 Tm3 的 793nm和45 7nm上转换发光 ,研究了 NYW晶体中 Yb3 向 Tm3 进行的能量传递的机制     

30 W输出的Yb3+:KGd(WO4)2激光系统的理论设计

Yb3+:KGd（WO4）2晶体具有增益带宽大、掺杂浓度高等突出特点,是近年来引起广泛关注的可用于构建锁模飞秒和辐射平衡激光系统的激光介质。这里建立了基于准三能级系统的微观动力学理论模型,并将其应用于端面泵浦Yb3+:KGd（WO4）2种子源和激光放大系统的理论分析中。首先从速率方程出发,讨论了准三能级激光系统的种子源部分的物理特性,指出种子源部分存在着最佳的晶体长度和输出耦合镜反射率。由于Yb3+:KGd（WO4）2晶体材料的热传导率很低,研究中拟采用主控振荡功率放大结构以实现30 W量级的激光输出,并在此基础上探讨了主控振荡功率放大器部分的输出物理特性。研究结果对将来构建实用化的Yb3+:KGd（WO4）2激光系统有着重要的理论指导意义。     

低对称晶体GdCa_4O(BO_3)_3电光系数的测量

用干涉法测量了低对称晶体 Gd Ca4 O(BO3) 3的全部电光系数。为了分离测量交叉电光系数 γ51 ,γ53,γ4 2和γ6 2 ,采用了新的样品趋向。测量结果为 :γ1 1 =0 .4 pm / V ,γ2 1 =0 .5 pm/ V,γ31 =0 .6 pm / V,γ1 3=0 .1pm/ V,γ2 3=0 .4 pm / V,γ33=2 .0 pm/ V,γ51 =0 .7pm / V ,γ53=1.5 pm / V,γ4 2 =0 .5 pm/ V,γ6 2 =0 .8pm / V .     

Nd~(3+)∶NaY(WO_4)_2晶体的激光性能研究

本文报道一种新型的激光晶体Nd~（3+）∶NaY（WO_4）2．测定了它的结构、荧光光谱、吸收光谱。用φ3mm×25mm2的小型脉冲觎灯泵浦φ3mm×5．95mm2的激光棒，获得22．5mJ的激光能量输出，物化性能好，是一种有良好应用前景的激光晶体．     

真空紫外激发下(Y,Gd)Al3(BO3)4:Re(Re=Ce,Tb)的发光特性

采用高温固相反应合成了(Y,Gd)Al3(BO3)4中掺杂Ce^3 、Tb^3 的样品,并研究了其结构特性和真空紫外激发下的发光特性。在147nm真空紫外激发下(Y,Gd)Al3(BO3)4：Ce,Tb的发光过程中存在着Gd^3 →Ce^3 ,Tb^3 →Ce^3 的能量传递。     

Zn3(BO3)(PO4)∶Ce3+/Tb3+中的发光特性及其能量传递

采用高温固相法合成了一系列Ce3＋、Tb 3＋及Ce3＋/Tb3＋掺杂的Zn₃(BO₃)(PO₄)荧光粉, 研 究了材料的发光性能。结果显示,在Ce3＋、Tb3＋在Zn₃(BO₃)(PO₄)中,分别发射蓝和绿色光, 同时,Ce3＋的发射光谱和Tb3＋的激发光谱有明显的重叠,通过分析Ce 3＋、Tb3＋共掺时,材料 的荧光寿命曲线,发现在Zn₃(BO₃)(PO₄):Ce3＋/Tb3＋中 ,Ce3＋对 Tb3＋有明显的能量传递,在实验范围内,能量传递效率可以达 到68%。     

LD抽运Cr4+,Nd3+:YAG晶体获得1.4W自调Q激光输出

用激光二极管(LD)抽运Cr4+,Nd3+∶YAG晶体获得了1.064 μm的自调Q激光输出.激光输出模式为稳定的单纵模,抽运阈值功率为3.5 W,脉冲宽度为50 ns,斜率效率高达20%.当输入的抽运功率为10.8 W时,获得了1.46 W的自调Q激光输出.随着抽运功率的变化,脉冲宽度基本上保持不变,而重复率则在变化.     

Gd_xY_(1-x)Ca_4O(BO_3)_3晶体非临界相位匹配产生1064nm三次谐波

通过研究生长不同Gd离子和Y离子配比组份的GdxY1 -xCa4 O(BO3) 3晶体 ,得到了室温下可以实现非临界相位匹配产生 10 64nm三次谐波的新型非线性光学晶体Gd0 .37Y0 .6 3Ca4 O(BO3) 3。报道了GdxY1 -xCa4 O(BO3) 3晶体实现10 64nm三次谐波的相位匹配角。用电光调Q的Nd∶YAG激光器对一块长 11mm ,Y 轴切割的Gd0 .37Y0 .6 3Ca4 O(BO3) 3晶体进行了转换效率的测量 ,其结果为 14 7%。     

泡生法生长Ho3+,Yb3+双掺KGd(WO4)2晶体及其光谱性能

钨酸钆钾(KGd(WO4)2,简称KGW)是一种新型的激光基质材料。以Yb3 作为Ho3 的敏化剂,采用泡生法生长出了单斜晶系的Ho∶Yb∶KGW晶体。通过X射线衍射仪(XRD)分析确认所生长的晶体为-βHo∶Yb∶KGW。热重与差热分析(TG-DTA)测试结果表明,晶体的熔点为1072.31℃,相变温度为1043.09℃。测试了晶体的吸收光谱,对吸收峰值归属进行了确认,计算了相应的光谱参数。Yb3 在981 nm处吸收峰较强,半峰全宽(FWHM)为14 nm。从荧光光谱可以看出,在1022 nm附近,Yb3 发射主峰的半峰全宽达16 nm,对应的是Yb3 的2F5/2和2F7/2的能级之间的跃迁;Ho3 在1985 nm处的荧光发射峰半峰全宽为45 nm左右,发射截面积为1.79×10-20cm2。     

Er~(3 )∶Y_(0.5)Gd_(0.5)VO_4激光晶体的生长和热学性质

用提拉法生长出Er3 ∶Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3 原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03。在30～1300℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃;测得晶体在25℃时的比热值为0.48J/(g.K)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25～200℃温度范围,晶体在〈100〉方向上的热导率为6.1～4.9W/(m.K),在〈001〉方向上的热导率为7.7～6.2W/(m.K)。