Cr~(3 )在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

过渡金属离子掺杂的各种氧化物晶体的光谱特性是激光晶体物理的基本问题,研究该问题的目的在于开辟探寻新型激光晶体实验和理论途径。近年来,Walling和Strure等人将具有3d外层电子结构的Cr~(3 )离子掺入BeAl_2O_4和Gd_3(Ga,Sc)_2Ga_3O_(12)晶体中研制成功室温宽带终端声子可调谐激光晶体,但由于氧化铍的剧毒性和钪的稀有昂贵,使它们的开发应用受到很大的局限。     

Er:YAG ~4I_(11/2)-~4I_(13/2)激光跃迁的动力学过程研究

Er:YAG中Er~(3+)离子的~41_(11/2)—~4I_(13/2)跃迁产生的受激辐射振荡能发射2.938μm激光,它能被生物细胞组织中的水有效地吸收,因而这种激光可发展成很理想的医用激光器。对Er~(3+)的~4I_(111/2)—~4I_(3/2)跃迁形成的激光振荡过程的动力学问题进行研究,将有助于提高Er:YAG晶体的生长技术和质量,改善Er:YAG激光器的性能。     

~4F_(3/2)→~4I_(11/2)和~4F_(3/2)→~4I_(13/2)跃迁的掺Nd~(3 )铍酸镧晶体的生长、光谱和激光性能

在77K和300K下对a、b、c三个结晶取向La_2Be_2O_5晶体中Nd~(3 )的~4F_(3/2)→~4I_(11/2)主跃迁和~4F_(3/2)→~4I_(13/2)次跃迁多重态间荧光强度各向异性进行了详细研究。对~4F_(3/2)→~4I_(11/2,13/2)频道测定了主光谱特性的取向值,包括斯塔克荧光分支比β_(ij)~(or),跃迁峰值和有效截面(σ_(e、ij)~(or)和σ_e~(off))以及在此跃迁波长下激发的受激发射。在77～300K温度范围内,对~4F_(3/2)→~4I_(11/2)跃迁频道研究了(F‖C) La_2Be_2O_5:Nd~(3 )晶体激光谱线的温度特性。在液氮温度范围内观察到了1.0694和1.0785微米激光谱线的再转换。根据光谱研究解释了这种效应。重新找到La_2Be_2O_5晶体中Nd~(3 )离子的斯塔克能级的能量并核对了所有激发激光谱线。对La_2Be_2O_5中Pr~(3 )离子的光谱性能进行了初步分析,并确定了多重态晶场分裂图,其能级间的跃迁符合La_2Be_2O_5晶体的光学透明带。     

Y_3Al_5O_(12):Er晶体中Er~(3+)的光谱研究和2.938μm激光辐射

文本报道了Y_3Al_5O_(12)晶体中Er~(3+)离子的发射光谱研究的一些结果。研究分析解释了4~I_(11/2)—4~I_(13/2)跃迁的受激辐射的机理,获得了2.938μm激光辐射。     

Y_3Al_5O_(12):Er~(3 )激光器的稳态振荡(λ=2.94μm,T=300K)

实验和理论都证明,在~4I_(11/2)→~4I_(13/2)“自发”跃迁和~4I_(13/2)交叉弛豫低能级(~4I_(13/2))工作的掺铒钇铝石榴石激光器可获得稳态振荡。     

新型激光晶体Y_3(In,Ga)_2Ga_3O_(12):Cr~(3+)的光谱特性

Gd_3(So,Ga)_2Ga_3O_(12):Or~(3+)(简称GSGG:Cr~(3+))是一种性能优异的终端声于激光晶体。其晶场强度较弱,电子-声子耦合作用较强,室温下可观测到强的半宽度约为100nm的终端声子发射谱带,同时已在实验上观察到了室温下的宽带连续可调谐激光输出。自报道以来倍受人们重视。但因钪(Sc)的稀有昂贵使其应用受到局限。作者曾以离子半径与之相近的In离子替代Sc,生长出Gd_3(In,Ga)_2Ga_3O(12):Cr~(3+)(简称GIGG:Cr~(3+))单晶,其晶场强度与GSGG:Cr~(3+)相同,但斯托克斯频移及荧光带宽都明显比GSGG:Cr~(3+)小,结果不甚理想。     

用ГСГГ:Cr3+，Nd3+晶体放大单脉冲

铬离子和钕离子激活的钆-钪-镓石榴石(ГСГГ:Cr3+,Nd3+)晶体在钕的激光上能级能够有效地贮存泵浦能量与最佳有效振荡跃迁截面σ_эф=(1.7±0.3)10^-19 cm2，有希望制成有较大增益、高效率的激光放大器。在本工作中测量了弱信号的增益系数，实现了保证弱信号放大超过10³倍的ГСГГ:Cr3+,Nd3+晶体的小型双程激光放大器。     

Nd~(3 )、Cr~(3 ):GSGG高效率激光晶体

一、引言 Nd~(3 ),Cr~(3 ):GSGG(掺钕铬钆钪镓石榴石)是苏联科学院列别捷夫物理所在Nd~(3 ),Cr~(3 ):GGG基础上发展起来的一种高效率激光晶体。Nd~(3 ),Cr~(3 ):GGG也是一种高效率激光晶体,其效率为Nd~(3 ): YAG效率的2.6倍。由于Cr~(3 )离子在GGG晶体中的分布系数异常高(约3.3),致使晶体内出现特有的“挥发性”缺陷,从而使晶体的光学质量大大降低。在GSGG晶体中掺入Cr~(3 )离子,晶体中不会出现GGG特有的缺陷,Cr~(3 )离子在GSGG晶     

Y_2O_3-Ga_2O_3系统的石榴石化合物中Nd~(3+)离子的光谱性能

对于立方(O_h~(10)—Ia3d)掺Nd~(3+)的Y3Ga_5O_(12)和YGa_5O_3石榴石晶体作了详细的研究。这种石榴石晶体是按比例为3:5和1:1的倍半氧化物的物理化学Y_2O_3—Ga_2O_3系统构成的。根据吸收和发光光谱分析的结果,非常精确地测定了Nd~(3+)离子的最低~4F_(3/2)和~4I_((9/2)-(15/2))多重态的斯塔克分裂。这样便能可靠地鉴别出以前在Y_3Ga_5O_(12)-Nd~(3+)晶体内测出的感应跃迁。对Y_3Ga_5O_(12)和YGaO_3晶体中Nd~(3+)离子的某些光谱特性,系亚稳定态的荧光寿命,多重态间和“斯塔克”荧光分支比率、线宽、荧光量子效率、以及峰值横截面和自发跃迁几率也都作了测定。这些特性对于以上述介质为基础的激光器的工作性能从理论上加以说明是必须的     

新型激光晶体Gd_3(In,Ga)_2Ga_3O_(12):Cr~(3+)的发光

本文首次报道了一种用熔盐法生长的新型终端声子激光晶体Gd_3(In,Ga)_2Ga_2O_(12):Cr~(3+)的光谱特性。根据室温吸收谱及荧光谱确定了该晶体的若干主要光谱参数。     

生长单晶用Y_3Al_5O_(12):Nd~(3 )熔体定量分析

掺钕钇铝石榴石晶体(Y_3Al_5O_(12):Nd~(3 ))是激光器的一种主要材料。近来需要生长大尺寸的晶体。由于这种晶体的生长过程需要经过很长的时间(成百小时),熔体各组份的蒸汽压力各异,所以化学当量比逐渐受到破坏。因此生长出的单品质量降低,而熔体就不适合于继续使用。     

Y_3Al_5O_(12):Cr~(3 )晶体的吸收和荧光光谱与浓度的关系

介绍铬激活钇铝石榴石晶体的生长方法。测量了石榴石晶体的吸收和荧光光谱与浓度的关系,即铬浓度由0.01～1.0重量％的样品系列。R谱线加宽和短波位移与随铬浓度增加石榴石晶格膨胀有关。找到了宽的Y和U频带及R谱线强度与铬浓度的线性关系。提出了Y_3Al_5O_(12):Cr~(3 )晶体中铬浓度的光学测定方法。     

YAIO_3中Er~(3+)的激光作用和光谱性能

由YAlO_3晶体中Er~(3+)离子观察到由于~4S_(3/2)→~4I_(9/2)跃迁在1.663微米处引起受激发射。室温下脉冲激光作用的阈值为52焦耳。文内报导了由吸收和萤光光谱所决定的晶体斯塔克能级及YAlO_3:Er~(3+)的萤光寿命。     

Y_3Al_5O_(12)-TR_1,TR_2晶体的复合荧光

本文研究了含两种稀土激活剂钇铝石榴石r照射晶体的热荧光和光受激荧光,其中一种激活剂形成电子的(Eu,Yb)陷阱,另一种形成空穴(Pr,Tb)陷阱。在这些晶体中大部分光子用r照射时贮存在激活能级上,并且加热时在与TR~(2+)电离有关的激活峰上发光。根据热发光曲线的计算,YAG中EU~(2+)和Yb~(2+)的电离电位相应为1.5和1.3电子伏。在TR~(2+)吸收带内激励出光受激荧光。在YAG-Yb,Tb和YAG-Yb,Pr晶体中从Yb~(2+)的基态上观察到了电子的隧道效应,造成r照射晶体的长时间余辉,这种余辉受温度的影响不大。     

KGd(WO_4)_2:Nd~(3 )激光器自由振荡动态特性

本文目的是研究钕离子激活钨酸钆钾晶体(KGd(WO_4)_2∶Nd~(3 ))激光器自由振荡的动态特性,根据其结果可以判断出辐射的光谱、时间和空间特性的特点及决定这些特性的因素。KGd(WO_4)_2晶体属单斜晶系,空间群为     

Gd_3Ga_5O_(12)晶体中铬离子对钕离子的荧光敏化

报导钕和铬离子激活Gd_3Ga_5O_(12)晶体中荧光光谱和振荡性能的研究。证实由铬离子向钕离子能量转移过程具有高的效率。例如,Gd_3Ga_5O_(12)晶体中Cr~(3 )-Nd~(3 )相互影响的基本作用几率较Y_3Al_5O_(12)。晶体高11倍。所得结论是,铬离子对钕离子的荧光敏化效应对连续或脉冲工作的钕激光器的能量特性均可提高几倍。对自由振荡参数的研究表明,在Gd_3Ga_5O_(12):Cr,Nd晶体中,钕的振荡极限微分效率较同样条件下的YAG:Nd~(3 )晶体高2.6倍。     

新的掺钕钇铝石榴石激光跃迁~4F_(3/2)→~4I_(9/2)

以脉冲氙离子激光器的输出,于室温下从端面泵浦掺钕钇铝石榴石棒,可获得波长为0.939,0.900,0.891微米的振荡。     

高功率固体激光晶体Nd3+∶Gd3Ga5O12的生长和光谱性能的研究

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+∶GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+∶GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06 μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+∶GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20 cm2,2.3×10-19 cm2,240 μs。比较了Nd3+∶GGG和Nd3+∶YAG的物理参数,实验表明Nd3+∶GGG较Nd3+∶YAG有一系列的优点。     

高功率固体激光晶体Nd3+:Gd3Ga5O12的生长和光谱性能的研究

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+:GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+:GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+:GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20cm2,2.3×10-1cm2,240μs。比较了Nd3+:GGG和Nd3+:YAG的物理参数,实验表明Nd3+:GGG较Nd3+:YAG有一系列的优点。     

ZnWO_4:Cr~(3+)晶体的荧光光谱测量

ZnWO_4:Cr~(3+)单晶易于生长,Cr~(3+)离子在基质中很稳定,在电子跃迁中与晶格的相互作用较强,可形成电子振动跃迁或终端声子跃迁。因而是一种新型可调谐激光晶体。我们利用自己生长的位错密度低于10~3个/cm~2