Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺激光晶体的本征光学双稳特性分析与参数优化

理论研究了650nm激光雪崩抽运Tm3+/Yb3+共掺激光晶体的本征光学双稳态.基于系统的非线性耦合速率方程理论,数值分析了Tm3+/Yb3+离子能级布居数的本征光学双稳性、系统参数对光学双稳态的影响和双稳迟滞回线的动态变化.数值结果给出了光子雪崩机制下Tm3+/Yb3+共掺激光晶体的可见与红外光谱发光的本征光学双稳态;指出了通过优化Tm3+/Yb3+离子浓度比,选取低声子能晶体基质和采用晶体冷却技术,以及调谐抽运光与Tm3+离子激发态跃迁能隙满足共振频率匹配,可以有效地增强本征光学双稳效应;通过微调谐抽运光波长和控制抽运光强变化速率,可以实现动态调控的本征光学双稳态.     

双掺(Tm3+,Tb3+)LiYF4激光器1.5 μm波长激光阈值分析

由速率方程推出了双掺（Tm^3 ,Tb^3 ）离子准四能级系统的激光阈值解析式，讨论了Tm^3 和Tb^3 离子之间的相互作用。分析了1.5μm波长附近的激光阈值和Tm^3 、Tb^3 离子的掺杂原子数分数及晶体长度的关系。结果表明，对于对应Tm^3 离子^3H4→^3F4跃迁的约1.5μm波长的激光，激活离子Tm^3 的掺杂原子数分数过大时，交叉弛豫作用将使系统阈值迅速增加。Tb^3 离子的加入，一方面能抽空激光下能级，起到降低阈值的作用；另一方面亦减少了激光上能级的寿命，使阈值升高。故Tb^3 离子有最佳掺杂原子数分数。对于Tm原子数分数为y=0.01的Tm:LiYF4晶体，Tb^3 离子的最佳掺杂原子数分数为0.002左右，同时表明，激光阈值与晶体长度有关。最佳晶体长度与Tm^3 、Tb^3 离子的掺杂原子数分数以及晶体的衍射损耗和吸收损耗有关。     

光场与N型四能级原子相互作用系统中原子布居的时间演化特性

精确求解了单模光场与N型四能级原子相互作用系统的波函数,并采用数 值计算方法,分析了原子布居的时间演化特性.N型四能级原子相当于具有双层精细结构的二能 级原子,在一定的条件下四能级系统可退化为V型或Λ型三能级系统或简单二能级系统.计 算结果表明,四能级系统原子粒子数布居的时间演化不具有周期性.     

激光陶瓷晶体最佳掺杂浓度的理论研究

由于微观结构的差异,使激光单晶的理论计算方法并不适用于激光陶瓷晶体,本文通过分析激光陶瓷晶体的荧光衰减曲线和晶界特性,获得了连续抽运和脉冲抽运条件下激光陶瓷上能级布居数与掺杂浓度的关系表达式:并以Nd~(3+):YAG激光陶瓷为例,研究其最佳掺杂浓度,就其激光性能与Nd~(3+):YAG激光单晶进行了比较研究,结果表明:Nd~(3+):YAG激光陶瓷不但最佳掺杂浓度大,而且在掺杂浓度相同时,其上能级布居数较高,并且Nd~(3+):YAG激光陶瓷在很大掺杂浓度范围内的上能级布居数都大于激光单晶在最佳掺杂浓度时的上能级布居数。     

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。     

四能级系统中五阶极化拍频的理论研究

研究了四能级系统中基于五阶极化的拍频效应,考虑了抽运光束为窄带线宽或宽带线宽的情形．发现其对能级分裂的测量精度决定于光学跃迁的均匀增宽．也就是说,这种技术在测量与基态是偶极禁戒跃迁的两激发态之间的能级分裂时,可得到消除多普勒增宽的精度． 关键词：     

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     

Tm3+/Yb3+共掺氟氧硅铝酸盐玻璃陶瓷蓝色上转换发光研究

按摩尔百分比制备了组分为30S102.(20-x-y)Al2O3-4OPbF2-1OCdF2-xTm2O3-yYb2O3的两组Tm3 ,Yb3 共掺杂氟氧硅铝酸盐上转换蓝色发光玻璃陶瓷材料,测量了其在980nm激光激发下的上转换发光光谱,分析了此材料中Tm3 /YI)3 发光体系的上转换发光机理,并系统地研究了Tm3 离子和Yb3 离子的浓度对该材料上转换发光性能的影响.研究表明:由于Tm3 离子之间存在着交叉弛豫作用使得蓝光(477nm)发光强度随Tm3 离子浓度增加而减弱,实验获得的最佳掺杂浓度为x=0.025(mol%);另外,在Tm3 /Yb3 上转换发光体系中,Yb3 离子合作上转换能量传递过程和三光子过程是共同存在的,随着yb3 离子浓度的增加,Tm3 离子3H4能级到Yb3 离子2F5/2能级的反向能量传递增强使3H4能级上粒子布居数不断减少,三光子过程作用减弱;但是Yb3 离子合作上转换能量传递过程则发挥越来越大的作用,使上转换蓝光强度总体上不断增加.     

两个驱动场之间的相位差对四能级原子自发辐射的影响

研究了在两个同频率驱动场作用下四能级原子的自发辐射性质.讨论了当两个驱动场间的位相差取不同值时,原子各能级布居数随时间的演化情况.发现对于不同相位差,可以使原子布居数的衰减速率加快或减慢,甚至完全抑制.     

TbxTmyY1-x-yP5O14晶体中Tb3+和Tm3+间的能量转移

本文提出了Tb3+和Tm3+的交叉弛豫机理,计算了交叉弛豫几率,研究了Tm3+对Tb3+离子发光性质的影响,结果指出Tm3+对Tb3+离子的5D3能级的荧光有很强的猝灭作用,对5D4能级的荧光有增强作用,并且给出Tb的荧光强度和Tb3+,Tm3+离子浓度之间的依赖关系。     

Observation of Single-slope Quasistatic Wings of Laser Induced Collision Energy Transfer

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｌａｓｅｒ ｉｎｄｕｃｅｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ(ＬＩＣＥＴ)ｉｓａｎｏｐｔｉｃａｌｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｖｏｌｖｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｌａｓｅｒｆｉｅｌｄａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎ[1～ 3 ] .ＴｈｉｓＬＩＣＥＴｒｅａｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｗｒｉｔｔｅｎａｓ:Ａ Ｂ ｈΩ →Ａ Ｂ (1)Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｏｆａｔｏｍ Ａｗｉｔｈａｔｏｍ Ｂ ,ａｔｏｍＡｇｏｅｓｂａｃｋｔｏｇｒ…     

氮化铝铬的制备及其光学性质

利用直接氮化法得到了氮化铝和氮化铬,并用两种途径得到Cr³⁺掺杂的氮化铝样品。用X射线衍射仪分析了样品晶相并测试了两种样品的激发和发射光谱,计算了晶体场劈裂参数D_q和Racah参数B及D_q/B分别为1 800,693.69和2.59。光谱数据表明,Cr³⁺在氮化铝中属于强场环境,光发射来自于最低激发态²E能级,与在氧化铝中的环境相似。根据光谱数据给出了Cr³⁺在氮化铝晶体场中的能级。     

Ho3+掺杂的Ba0.8Sr0.2TiO3厚膜的发光特性

用丝网印刷法在氧化铝衬底上制备了Ho3+掺杂的Ba0.8Sr0.2TiO3(BST)厚膜.XRD谱表明,随着Ho3+掺杂摩尔分数从0.5%增加到2.0%,BST厚膜的晶格尺寸先增大后减小.在514 nm的氩离子激光激发下,样品均出现了中心波长为549,650,753 nm的发光带,分别对应于Ho3+离子的(5F4,5S...     

Er~(3+)/Eu~(3+)及Yb~(3+)/Er~(3+)/Eu~(3+)共掺杂硼硅酸盐玻璃的上转换发光分析

采用高温固相烧结法制备了Er3+/Eu3+共掺杂和Yb3+/Er3+/Eu3+共掺杂系列硼硅酸盐玻璃样品。在978 nm半导体激光器抽运下,测量了样品的光致发光谱,分析了上转换机制。结果表明:随着Er3+浓度的增加,Eu3+的595 nm光谱强度增强;Eu3+的692 nm光谱强度随Yb3+浓度增加而增强,并明显强于595 nm光谱。Er3+/Eu3+、Yb3+/Eu3+之间的能量传递和合作上转换等机制导致Eu3+离子上转换发射。     

高光强激发下Er3+/Yb3+共掺TiBa玻璃的绿光上转换发光

制备了Er3+Yb3+共掺微米级高折射率TiBa玻璃颗粒和微球,玻璃基材主要成分为TiO2BaCO3Ba(NO3)2CaCO3SiO2等,掺入1mol%Er2O3+3mol%Yb2O3.用976nm激光激发测量了它们的上转换绿光发射,发现当抽运功率大于30mW(功率密度约为1000W·cm-2)时,524nm峰的强度大于547nm峰的强度,随功率的增大,其强度差越来越大,实验判断,这是由于材料吸收抽运光而升温所致 关键词： 上转换发光 掺Er3+Yb3+玻璃 微球     

Er3+/Yb3+掺杂氟硅铅酸盐微晶玻璃的上转换发光

制备了微晶体尺寸大约在10—12 nm范围内的Er³⁺,Yb³⁺共掺杂透明氟硅铅酸盐微晶玻璃.相同功率激发下,纳米微晶玻璃中Er³⁺离子的²H_11/2,⁴S_3/2→⁴I_15/2的绿色上转换荧光和⁴F_9/2→关键词： 3+')" href="#">Er³⁺ 3+')" href="#">Yb³⁺ 能量传递 纳米微晶玻璃     

稀土Eu3+掺杂纳米TiO2-SiO2发光材料的制备和发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+掺杂于不同比例的纳米TiO2-SiO2复合体系,研究了基质中钛、硅摩尔配比对发光性能的影响.样品的FTIR谱图显示:纳米复合氧化物SiO2-TiO2之间发生了键合作用,形成了Ti-O-Si键;TEM显示样品的颗粒大小约为35 nm,是具有一定的单分散性的球形颗粒;XRD和SAED结果表明,样品退火至700℃后仍为单一的锐钛矿相,这说明微量硅的加入对二氧化钛的锐钛矿相有热稳定的作用.当微量的Si4+进入TiO2的晶格,取代部分Ti4+的位置时,形成了结构等电子陷阱.通过对样品的激发光谱、发射光谱分析,发现这种结构有利于将基质吸收的能量传递到发光中心,使Eu3+的465nm处7F0→5D2激发效率最高,成为最灵敏的激发线.     

Nd~(3+)∶YAG的946nm准三能级激光系统理论分析

建立了Nd3+ ∶YAG的 946nm准三能级激光系统的速率方程。指出了端面抽运的准三能级激光系统增益介质存在的最佳长度。讨论了激光阈值、斜效率随a值的变化关系。采用特殊膜系抑制了谱线竞争 ,实现了 946nm的激光振荡。通过优化设计 ,在最大功率为 2W的 80 8nmLD的抽运下 ,获得了最大输出功率为 490mW的 946nm的激光。     

970nm抽运下Er3+/Yb3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的发光特性

研究了Er3+/Yb3+共掺、Tm3+/Yb3+共掺、Er3+/Yb3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃在970nm抽运下的荧光光谱和上转换光谱性质，测试了Er3+离子的4I11/2和4I13/2能级荧光寿命变化情况.结果发现Er3+/Yb3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的常规荧光谱线在1450—1700nm区域明显加宽，并在1630nm有一荧光峰，可能是Tm3+：1G4→3F2跃迁产生.上转换发光研究表明，由于碲酸盐玻璃声子能量低的缘故，三种共掺系统下都存在上转换发光现象.在Er3+/Yb3+/Tm3+共掺中，上转 关键词： Er3+/Yb3+/ Tm3+共掺 碲酸盐玻璃 荧光 上转换光谱     

四能级原子相干系统的探讨

对N型四能级原子与光场相互作用的原子相干效应进行了理论计算,讨论了能级衰减率、激光线宽以及基态间的驰豫对原子相干效应的影响。原子第四能级的衰减率、激光线宽以及基态间驰豫增大,原子相干性将会减弱。