新激光晶体(Ce~(3+),Nd~(3+)):YAG的性质

我们研究的(Ce~(3+),Nd~(3+)):YAG激光晶体主要利用Ce~(3+)-Nd~(3+)的敏化途径以提高激光效率。Ce~(3+)离子在YAG基质中有两个吸收峰:340nm和460nm;荧光发射峰是500～700nm的宽带,峰值波长为550nm,此波长范围包括了Nd~(3+)离子的好几个吸收峰群,其中有580nm附近的Nd~(3+)离子的主要激发峰群。研究表明Ce~(3+)离子到Nd~(3+)离子的能量转移过程有两种方式,一种是辐射吸收转移过程,就是Ce~(3+)离子发出的荧光被Nd~(3+)离子吸收,转移为Nd~(3+)离子的激光发射,详见图1,图中凹陷部分和Nd~(3+)离子的吸收光谱相应,虚线为Ce~(3+)离子的荧光光谱。另一种是无辐射转移过程,我们测量单一Ce~(3+)离子在YAG中的寿命为68ns,在     

NdCl_3单晶体中Nd~(3+)离子的斯塔克子能级的计算

处于晶体中的Nd~(3+)离子在弱晶场作用下,它的能级将发生分裂。每一条能级分裂为几条以群的不可约表示为标记的斯塔克(Stark)子能级。通过测量它的吸收光谱和偏振特性以及结合偏振选择定则,可确定子能级的能量值及相应的不可约表示的标记。1961年,Carlson等测量了Nd~(3+)∶LaCl_3的吸收光谱并定出了Nd~(3+)的子能级。     

YAG∶Er~(3+),Ce~(3+)激光晶体的光谱特性

本文采用在YAG晶体中共掺铒铈离子,利用Ce~(3+)离子具有f—d宽带吸收跃迁,提高Er~(3+)离子对泵浦能量的吸收,以降低YAG:Er,Ce晶体的激光阈值。并测定了晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。讨论了YAG:Er~(3+),Ce~(3+)晶体的光谱特性。用Judd—Ofelt理论计算了晶体中Er~(3+)离子振子强度,并与单掺铒离子YAG:Er~(3+)晶体中的数值进行了比较。     

Yb∶FAP晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长出不同掺杂浓度的Yb∶FAP激光晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定了Yb3+离子在Yb∶FAP晶体中的分凝系数约为0.03。随着晶体的生长,晶体中Yb3+离子的轴向浓度逐渐增大。研究Yb∶FAP晶体在77 K和300 K温度下的吸收光谱发现,振动谱的变化主要是由电子-声子近共振耦合作用引起的。系统地研究了不同Yb3+离子掺杂浓度Yb∶FAP晶体的吸收光谱和荧光光谱。通过吸收光谱的测量计算了晶体的吸收截面。Yb∶FAP晶体在904 nm和982 nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,适合激光二极管抽运。     

YAlO_3∶Nd~(3+)斯塔克子能级的计算

YAlO_3∶Nd~(3+)是性能良好的固体激光材料,对它进行研究是有意义的。YAlO_3晶体具有钙钛矿型结构,属正交晶系,空间群为D_(2h)~(16)-P_(nma)。当三价稀土离子(Re~(3+))掺入YAlO_3晶体后,Re~(3+)取代Y~(3+)离子,其格位对称为Cs。由于Nd~(3+)有奇数个电子,因此在晶体场的作用下,Nd~(3+)的斯塔克(Stark)子能级只存在Kramers双重简并。     

YLAG:Nd~(3+)晶体的光谱性能与感应辐射

本文研究了YLAG:Nd~(3+)晶体的吸收,荧光和感应辐射的光谱。研究了从YAG:Nd~3向LAG:Nd~(3+)转变的整个固溶体系列。发现Nd~(3+)的光谱线宽和跃迁几率随晶体内Y/Lu比值而改变。根据对某些谱线的精细分析查清了YLAG中Nd~(3+)的光学中心形成的机理。研究表明,在77°K下YLAG:Nd~(3+)晶体中观察到~4F_(3/2)→~4I_(11/2)能级组四种跃迁同时振荡是由于统计学上的无序结构所造成。     

Li-La磷酸盐激光玻璃Cr~(3+)→Nd~(3+)敏化

本文对Li-La磷酸盐玻璃单掺Cr~(3+)离子及双掺Cr~(3+)、Nd~(3+)离子的光谱性质进行了研究,测定了玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Li-La磷酸盐玻璃中Cr~(3+)→Nd~(3+)的能量转移效率为38％,最适当的钕离子浓度为2×10~(21)cm~(-3),Cr_2O_3含量≥0.1wt％。     

铒离子在钨酸锌晶体中的光谱性质

本文测量并分析了ZnWO_4∶Er晶体的吸收光谱、激发光谱和荧光光谱,发现Er~(3+)离子与基质晶格之间存在能量传递效应。用Judd-Ofelt理论计算了Er~(3+)离子的强度参数Ω_λ以及吸收和辐射跃迁的振子强度,并由此计算出激光能级辐射跃迁几率、辐射寿命、积分发射截面及荧光分支比等光谱参数。讨论了ZnWO_4∶Er晶体几个主要通道实现激光输出的可能性。     

Nd~(3+)在LaMgAl_(11)O_(19)晶体中的光谱特性

一、前言 已获得广泛应用的铝酸盐激光晶体,如YAG:Nd~(3+)、YAP:Nd~(3+)有许多优点,但它们的Nd~(3+)离子发光浓度粹灭效应严重,限制了掺杂浓度。YAG:Nd~(3+)只能掺入约2×10~(20)/cm~3。为了探索高Nd~3+)浓度的激光晶体,法国科学家在1981年制备了LaNdMgAl_(11)O_(19)晶体。我们用提拉法生长了LNA单晶,测量了77K和300K的吸收谱、荧光及偏振荧光谱和荧光寿命,并获得了57mJ的1.054/,m的脉冲激光输出。     

NdP_5O_(14)晶体中Nd~(3+)的4F_(3/2)受激态上粒子数对荧光寿命的影响

研究了室温下 NdP_5O_(14)晶体中 Nd~(3+)的4F_(3/2)态的荧光寿命。观察到高泵浦强度下影响光学增益的荧光双指数衰减曲线。从能量传递过程进行理论分析。简单描述了脉冲若丹明6G 激光器选择泵浦的τ计。     

Al_2O_3:Ti~(3+)晶体可调谐激光器

高光学质量的Al_2O_3:Ti~(3+)晶体曾用水平定向结晶、维聂尔和提位三种不同方法生长成。同晶形置换Al~(3+)离子的Ti(3+)离子浓度在0.01～1％(重量)范围内。用这些晶体已制成供光谱研究用的样品(10×10×3mm晶片和8×8×8mm立方试样)和直径6～10mm及长50～120mm的激光元件。样品相对于晶体的结晶轴有各种不同的取向。在室温和液氮温度下,对两种偏振的刚玉中Ti~(3+)吸收光谱进行了研究。Ti~(3+)离子激活的刚玉晶体吸收光的谱带很宽,但强度低,在490nm处有一峰值,在520nm处有拐点,这     

自调Q激光晶体Cr4+,Yb3+∶YAG光谱及其激光特性研究

报道了自调Q激光晶体Cr,Yb∶YAG的生长及其在室温的吸收和荧光光谱特性,用钛宝石激光器作为抽运源,获得了1.03 μm、脉宽为400ns、平均输出功率为75 mW的自调Q激光.在Cr,Yb∶YAG晶体的室温吸收光谱中存在着五个吸收带:在440 nm 和605 nm 存在着Cr3+离子的两个吸收带,而且退火使其发生了明显的"红移";在937 nm 和968 nm处存在着Yb3+离子的两个吸收带,能与InGaAs 激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管抽运;而且在1.03 μm处有一Cr4+离子吸收峰,可用作可饱和吸收体.Cr,Yb∶YAG晶体的荧光光谱与Yb∶YAG晶体一样,发光中心也是位于1029 nm,但其强度比Yb∶YAG晶体的要低4倍.Cr,Yb∶YAG晶体和Yb∶YAG晶体的荧光寿命分别为0.3 ms和1.4 ms.造成Cr,Yb∶YAG晶体发光强度比Yb∶YAG晶体低的原因可能是由于存在Cr4+和Cr3+离子的吸收使得Yb离子发生浓度淬灭,但如果用高功率的二极管来抽运,使得Yb离子能发生粒子反转,可以实现Cr4+对Yb3+的自调Q激光输出.在室温下用钛宝石激光器抽运Cr,Yb∶YAG晶体获得自调Q激光输出也证明了双掺Cr和Yb的YAG晶体是一种新型的自调Q激光晶体,进一步可以实现固体激光器的小型化、全固化、集成化.(OH3)     

引上法生长YAIO_3晶体激光材料

本文对用作光泵浦激光基质材料的正铝酸钇进行了研究。材料用引上法生长;介绍了材料的生长特性和参数。对 YAlO_3晶体的各种结晶学、机械、热和光学性能进行了测量和鉴定。所研究的激光离子系统包括 Nd~(3+),Cr~(3+)敏化的 Nd~(3+)和 Er~(3+)与 Tm~(3+)敏化的 Ho~(3+)。对吸收,荧光和激发光谱,吸收和发射截面,受激态寿命和能量转移过程进行了测量。文内列举出 Nd~(3+):YAlO_3在1.06～1.08微米下的脉冲,Q-开关和连续运转激光性能及 Ho~(3+):YAlO_3在2.12微米下的脉冲运转激光性能。     

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     

CdTe:Sm晶体红外吸收光谱的研究

本文报道了CdTe: Sm晶体红外吸收光谱的研究结果.根据立方晶体场理论和Sm离子4f能级间的跃迁特性,分析确定了 CdTe:Sm晶体中 Sm~(2+)、Sm~(3+)离子在晶格中的位置类型及其晶体场特性,用点电荷模型计算了不同位置的Sm~(3+)周围的晶体场参数.     

磷酸盐激光玻璃中水的测定

在Er~(3+)、Yb~(3+)和Nd~(3+)等离子激活的磷酸盐激光玻璃中,玻璃中的水对稀土离子亚稳态无辐射能量转移贡献很大。相对而言,基质的作用较小。对Nd~(3+)来说,~4F_(3/2)能级向~4I能级跃迁的无辐射过程主要受Nd~(3+)-OH基和Nd~(3+)-Nd~(3+)离子相互作用控制,而Nd~(3+)离子与OH基之间偶极子-偶极子相互作用参数大于Nd~(3+)离子间的作用。甚至对低掺杂浓度的激光玻璃,水的荧光猝灭作用也相当有效,因此,高量子效率的磷酸激光玻璃都必须是严格除水。近年来,人们对制造无水磷酸盐激光玻     

高Nd~(3+)浓度激光晶体的荧光特性

本文详细分析研究了LNP的光谱特性,首次给出了Nd~(3+)离子在LNP中的4个荧光带及偏振谱,并且测量了荧光寿命。     

共掺Ce对Nd,Eu:ZnWO4激光晶体的敏化作用

为了研究共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体的敏化作用,采用提拉法生长了无宏观缺陷的一系列Nd∶ZnWO4,Ce∶ZnWO4,Eu∶ZnWO4,Ce∶Nd∶ZnWO4和Ce∶Eu∶ZnWO4晶体,并进行了X射线衍射(XRD)、吸收光谱和荧光光谱的测试.测试结果表明,在ZnWO4晶体中Ce3 离子在324 nm附近有很强的吸收,可以有效地吸收抽运能量;Ce3 离子与Nd3 离子和Eu3 离子间存在明显的能量转移,使Nd3 离子在474 nm,572 nm的上转换荧光以及Eu3 离子在613 nm处的荧光强度明显增强,并提出了敏化机制和能量转移过程.结果说明,共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体有较好的敏化作用,有助于提高激光晶体的发光强度.     

Na_5Sm(WO_4)_4发光晶体的生长及光谱特性

本文报道了用助熔剂缓冷法生长新型发光晶体Na_6Sm(WO_4)_4,计算了它的晶格常数,测定了它的红外光谱、吸收光谱、荧光光谱和激发光谱,并确定了晶体中Sm~(3+)离子的能级.研究表明,该晶体是有前途的激光晶体.     

Y_3Al_5O_(12)晶体的色心

本文系研究用各种不同稀土元素激活的300°K下γ-射线照射的Y_3Al_5O_(12)晶体的吸收光谱和热发光曲线。Pr~(3+)和Tb~(3+)在300～500毫微米区使被照晶体的吸收急剧增大,这与γ-照射时形成TR~(4+)离子有关。铕和镜在照射时还原成Eu~(2+)和Yb~(2+),其它的稀土元素300°K下未形成稳定的二价离子。含Ce,Pr,Tb或Eu的γ-射线照射的Y_3Al_5O_(12)晶体,加热时发生的复合过程伴随有热荧光,光谱的特点是三价激活剂的;而未形成稳定二价离子(Dy,Sm)的激活剂不产生热荧光,这就可以认为,TR~(3+)离子由于在其内电子和空穴复合的结果直接产生激励。