Tm,Ho双掺杂YVO_4晶体中Tm对Ho敏化发光现象

报道了对Tm ,Ho双掺YVO4 晶体光谱性能的测量结果 ,包括用UV 3 65型分光光度计测出单掺Tm∶YVO4 及Ho∶YVO4 吸收谱以及双掺Tm∶Ho∶YVO4 的吸收谱 ;用Ar离子激光器 4 88nm ,LD激光器激发测量样品荧光光谱 ;用J O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析 ;研究了在λ=80 5nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG ,YLF为基质的Tm ,Ho双掺材料相比 ,该材料中的Tm3 + 离子具有大而均匀的吸收宽度 (～ 2 6nm) ,大的峰位吸收截面和积分吸收截面 (～ 1 4× 1 0 -2 0 cm2 和 2 74 5× 1 0 -2 0cm) ,能量转换效率高 (可达 87% ) ,且泵浦阈值低 (～ 1 5mW )。表明了YVO4 晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生 2 μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm ,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明∶在实现LD泵浦 ,全固体化 ,小型 ,高效的 ,2 μm激光振荡的探索中 ,Tm∶Ho∶YVO4 晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

Tm,Ho双掺杂YVO4晶体中Tm对HO敏化发光现象

摘要报道了对Tm,Ho双掺YVO4晶体光谱性能的测量结果,包括用UV-365型分光光度计测出单掺TmYVO4及HoYVO4吸收谱以及双掺TmHoYVO4的吸收谱;用Ar离子激光器488nm,LD激光器激发测量样品荧光光谱;用J-O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析;研究了在λ=805nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG,YLF为基质的Tm,Ho双掺材料相比,该材料中的Tm3+离子具有大而均匀的吸收宽度(～26nm),大的峰位吸收截面和积分吸收截面(～1.4×10-20cm2和274.5×10-20 cm),能量转换效率高(可达87％),且泵浦阈值低(～15mW)。表明了YVO4晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生2μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明在实现LD泵浦,全固体化,小型,高效的,2μm激光振荡的探索中,TmHoYVO4晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

单、双掺钒酸钇晶体的Raman光谱与能量转移研究

文章采用双光栅单色仪(HRD-1),氩离子激光器的488.0 nm波长激发,分别测得室温下,激发光平行、垂直晶体c轴入射时,Tm3 ,Ho3 单掺和双掺钒酸钇晶体的拉曼光谱,对检测结果进行分析并探讨了对能量转移的影响.观测到对Ho3 :YVO4,激发光垂直c轴时的散射光强明显强于激发光平行c轴时的散射光强;由于488.0 nm波长靠近Ho3 的一个吸收峰,吸收和散射相互竞争,使475 cm-1被削弱,且外模振动展宽;测得样品最大声子能量集中在880cm-1附近.主要是(VO4)3-的A1g呼吸模引起的,表明与YAG基质一样,也是一种具有高声子能量的晶体.用808 nm激发,锁相放大器,PbS探头接收,测得双掺Tm3 :Ho3 :YVO4的2.09 μm荧光强度是单掺Tm3 ∶YVO4 1.85 μm的4/5,意味着Tm3 对Ho3 的敏化效率高达80%,因为Tm3 :YVO4的荧光谱与Ho3 吸收谱重合甚少,由辐射跃迁导致的能量转移可能性不大,因此Tm3 离子之间的交叉弛豫以及Tm3 的3F4与Ho3 的5I7之间近共振的能量转移主要是依靠声子辅助的无辐射跃迁.     

Tm3+和Ho3+双掺氟锗酸盐玻璃的中红外发光性质质

用高温熔融法制备了Tm3+和Ho3+离子双掺的65GeO2-12AlF3-10BaF2-8Li2O-5La2O3氟锗酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的强度参量（Ω2,Ω4,Ω6）,自发辐射跃迁几率Ar,辐射寿命τ等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm3+和Ho3+离子的吸收截面σa、受激发射截面σe和增益光谱G(λ)。在808nm激光二极管激发下,研究分析了Tm3+离子的交叉弛豫过程和Tm3+敏化Ho3+离子的2.0µm的红外发射光谱。结果表明,一定浓度Ho3+的共掺提高了Tm3+（3F4）→Ho3+（5I7）之间的能量转移效率,增强了~2.0µm的红外发光。     

端面抽运Tm，Ho：YLF激光器双稳特性的理论分析与实验研究

报道了波长为792nm激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF连续激光器的双稳输出特性.在考虑能量传递上转换和基态对2μm激光重吸收的前提下,建立了Tm,Ho：YLF双稳激光器准三能级速率方程理论模型.通过对Tm,Ho：YLF激光器速率方程的求解,理论预见了Tm,Ho：YLF激光器双稳输出的特性,并分析了其产生的机理.进行了激光二极管端面抽运Tm,Ho：YLF激光器双稳输出的实验研究,当激光晶体温度为253K时,双稳区的宽度可达1.6W,跃变点输出功率的跃变量可达82.5mW.通过对比发现理论结果与实验结果比 关键词： 端面抽运 Tm Ho：YLF晶体 连续输出 光学双稳     

Ho:YVO_4晶体中Ho~(3+)光谱参数的计算

根据Ho3+在Ho :YVO4 晶体的吸收谱和 0 6～ 2 1μm波段的荧光谱 ,用J O理论计算了Ho3+的强度参数Ωλ ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数 ,讨论了Ho :YVO4 晶体作为红外激光材料的可能性。     

Tb，Tm：YVO4晶体的激光性能分析

Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4晶体中激活离子之间或激活离子与敏化离子间的交叉弛豫、与无辐射跃迁及激光上能级的辐射跃迁的几率是相近的，对这种双掺离子晶体的激光阈值理论估算式中必须同时考虑离子间交叉弛豫。从激活离子能级跃迁速率方程和激光、抽运光传输方程推导出端面抽运的包含交叉弛豫几率等光学参量的激光阈值的理论估算式。用这些方程讨论了Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4的1．5μm和1．9μm波长的激光性能，并论述了Tb3 离子的作用。结果表明。Tb3 离子的的掺入，增加1．5μm波段激光的强度，降低阈值能量，但对1.9μm波长激光有负面作用。     

光纤耦合二极管端泵2μm CW双掺Tm,Ho∶GdVO_4激光器

同YLF和YAG基质相比,在TmHo∶GdVO4晶体中Tm3+离子在800nm附近有非常强的和宽的吸收带,所以该晶体非常适合商品化的GaAlAs激光二极管泵浦.在液氮制冷晶体条件下,利用光纤耦合激光二极管及消色差光学耦合系统端面泵浦双掺5%Tm,0.5%Ho∶GdVO4晶体,在泵浦功率14W、泵浦波长794nm时,实现了2.048μm激光输出,连续运转输出功率3.6W,相应的光光转换效率为25.7%,斜率效率26.6%.相对于吸收的泵浦功率,光光转换效率为35%.由于Tm3+离子间的交叉弛豫效应,泵浦量子效率达到1.3.     

796 nm二极管泵浦连续波1.88 W Tm∶LYF激光器

用坩埚下降法生长了Tm~(3+)掺杂浓度分别为0.8%和1.3%的优质大尺寸LiYF_4(LYF)单晶体。测定了单晶体的吸收光谱、发射光谱,并计算了~3F_4能级的的最大吸收截面与最大发射截面分别为0.25×10~(-20) cm~2和0.33×10~(-20) cm~2。以796 nm半导体激光器(LD)为泵浦源,采用短平板腔结构模型研究了Tm掺杂LYF单晶体在～2.0μm波段的激光输出性能。当LD泵浦功率为3.4 W时,Tm∶YLF晶体的最大激光输出功率为1.88 W,相应的光光转换效率和斜率效率分别为51%和57%。使用半导体可饱和吸收镜抽运Tm掺杂LYF单晶体,测试其在～2.0μm波段连续波锁模激光运转。当最大抽运功率为3.5 W时,获得锁模激光的最大平均输出功率为200 mW,此时锁模脉冲宽度～20 ps,对应的重复频率63.86 MHz,中心谱线为1.88μm。结果表明,Tm掺杂LYF单晶体是一种具有较好物理性能的～2μm波段超快激光晶体。     

高脉冲重复频率调Q Tm,Ho:GdVO4激光器

报道了一个高效率连续波和调Q高重频两种运行方式的Tm,Ho:GdVO4激光器.Tm,Ho:GdVO4晶体尺寸4 mm×4 mm×7 mm,a轴通光,液氮制冷到100 K,由发射中心波长为793 nm的光纤耦合激光二极管端面泵浦.Tm,Ho:GdVO4激光连续波输出功率4.0 W,光光转换效率26%.声光调Q条件下输出平均高功率3.9 W,脉冲重复频率10 kHz,脉冲宽度50 ns. 通过减小声光Q开关的开启时间,激光脉冲宽度由50 ns减小至23 ns.在10 kHz重频下,测量最大脉冲能量0.39 mJ , 峰值功率7.8 kW.     

Tm3+:Ho3+共掺石英光纤激光器的实验研究

用铥钬共掺石英光纤,在钛宝石激光泵浦下,获得了波长为1870 nm、最大功率为240 mW的单模激光输出,斜率效率接近31％这是目前用该类光纤获得的最高转换效率研究了输出激光功率、输出光谱随泵浦功率、激活光纤长度的变化关系,并对相应结果进行了分析     

氟化物玻璃中Tm^3＋离子敏化Ho^3＋离子的红外发光性质

研究了氟化物玻璃中Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋离子的红外吸收光谱性质，用钛宝石激光器作为激发源，研究了Ｔｍ＾３＋离子的交叉弛豫过程和Ｔｍ＾３＋敏化Ｈｏ＾３＋２μｍ的红外发射光谱。研究结果表明，只有发Ｔｍ＾３＋离子浓度较高（～２ｗｔ％）时，才能发生较强的交叉弛豫进行，随Ｍｏ＾３＋离子浓度的增加，２μｍ的发光强度增大，当激发光波长为８１３ｎｍ时，２μｍ的发光强度最大。     

氟化物中Yb3+对Ho3+, Tm3+的直接敏化上转换作用

采用双掺杂(Yb^3 ／Ho^3 )和多掺杂(Ho^3 ／Yb^3 ／Tm^3 )方式,研究了氟化物中Yb^3 对Ho^3 ,Tm^3 的直接敏化上转换作用,并对它们在980nm激光激发下的上转换光谱特性进行了比较,对它们的上转换机理作了详细的讨论分析。观测到两处很强的上转换发光,分别是Yb^3 ／Ho^3 共掺杂体系中^5F4^5S2(Ho^3 )→^5Is(Ho^3 )的荧光跃迁和Ho^3 ／Yb^3 ／Tm^3 共掺杂体系中^3H4(Tm^3 )→H6(Tm^3 )的荧光跃迁。还发现由于添加了Tm^3 ,减弱了Yb^3 ／Ho^3 共掺杂体系中Ho^3 在可见光范围的上转换发光强度。     

Hypersensitive transitions of Tm3+, Ho3+ and Dy3+ rare-earth ions in garnet crystals

In this work, spectroscopic characteristics (oscillator strengths, intensity parameters) of intermanifold f–f transitions of Tm^{3 +}, Ho³⁺and Dy³⁺ions in garnet crystals are investigated. It has been found that the intensity change of the hypersensitive intermanifold f–f transitions of rare-earth ions in garnet crystals is determined by the characteristics of their local environment.     

Cr3+/Tm3+/Ho3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能表征

制备了不同Al(PO3)3含量的掺铥系列氟磷酸盐玻璃,研究了其结构、热稳定性和光谱性质.研究了不同摩尔百分数Al(PO3)3掺杂下Cr3 /Tm3 /Ho3 共掺氟磷酸盐玻璃在2.0μm处的发光特性.并且用Judd-Ofelt理论计算了强度参量,并由此计算了激发能级的自发辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参量.结果表明,随着Tm3 浓度增加,2.0μm处发光的强度逐渐增强.证明了Tm3(3F4)→Ho3 (5I7)能量转移是非常有效的,并与掺杂浓度有关.     

Thermal Behavior of the Fluorescence Lines of Ho3+ in Cr,Tm,Ho:YAG

The fluorescence spectra of Cr,Tm,Ho∶YAG crystal have been detected at the temperature from 65 to 295 K with interval of 10 K.The width and the shift of Ho3+ lines at 4959.6 cm-1 (at 65 K) have been investigated and interpreted in terms of the interactions between lattice vibration (phonons) and ions.The results showed that the line broadening with the temperature was mainly due to the Raman scattering of phonons,and the line shift with temperature was mainly due to the emission and absorption of virtual phonons.     

Highly efficient cooperative energy transfer from Ho3+ and Tm3+ ions to Ce3+ ions in crystals

A phenomenon of highly efficient cooperative energy transfer from Ho³⁺ and Tm³⁺ ions to two-particle (2Ce³⁺) cooperative acceptors in crystals of solid solutions of La_1?x Ce _x F₃ is revealed. The rates of cooperative energy transfer in Ho³⁺→2Ce³⁺, Tm³⁺→2Ce³⁺, and Tb³⁺→ 2Yb³⁺ systems are measured, as well as their dependence on the magnitude of the matrix elements of donor transition.     

Upconversion white-light emission in Ho3+/Yb3+/Tm3+ codoped LiNbO3 polycrystals

Ho³⁺/Yb³⁺/Tm³⁺ codoped LiNbO₃ polycrystals exhibiting upconversion white-light under 980 nm excitation have been successfully fabricated by the high temperature solid-state reaction method. CIE coordinate of the Ho³⁺/Yb³⁺/Tm³⁺/LiNbO₃ polycrystal is (0.34, 0.35), which is very close to the standard equal energy white-light illuminate (0.33, 0.33). Efficient green, red, and blue upconversion emissions have been observed. The luminescent decay dynamics are studied, and rate equations for the blue, green, and red emissions are set up to analyze the upconversion luminescence mechanism. The present results demonstrate that the competition between the linear decay and the upconversion process for the depletion of the intermediate excited states plays an important role in upconversion mechanism. The LiNbO₃ with upconversion white-light will be a promising luminous material.     

High-pulse-energy, actively Q-switched Tm3+,Ho3+ -codoped silica 2 microm fiber laser

A diode-pumped Q-switched Tm(3+),Ho(3+)-codoped double-clad silica fiber laser is reported providing average powers of up to 12.3 W at 2072.7 nm and stable pulse widths of only 45 ns and repetition rates in the range 10-100 kHz. Instabilities in pulse shape occur at nonoptimum cavity alignment and were found to be linked to the mechanism responsible for self mode locking.     

Crystal growth,spectroscopic characterization and laser operation of Tm3+ and Ho3+ codoped LiLuF4 crystal

Laser crystal Tm³⁺ and Ho³⁺ codoped LiLuF₄ with high optical quality was grown by Czochralski technique. Its absorption and fluorescence spectra were investigated. A continuous wave output power of 1.12 W at 2066 nm was obtained with a slope efficiency of 24% by use of diode pumping. In the Q-switched mode, a slope efficiency of 18.9% and a maximum average power of 0.65 W were obtained.