铬、钕双掺钆镓石榴石(Cr4+,Nd3+):Gd3 Ga5 O12激光晶体光学性能的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr^4 ,Nd^3 ：GGG)自调Q激光品体。报道了室温下的吸收光谱和荧光光谱特性。分析了Cr离子浓度对光谱性质的影响。比较了Cr^4 ：GGG,Nd^3 ：GGG和(Cr^4 ,Nd^3 )：GGG晶体吸收光谱的关系。测量了(Cr^4 ,Nd^3 )：GGG晶体和Nd^3 ：GGG晶体的荧光寿命,它们分别是33μs和250μs。实验表明,(Cr^4 ,Nd^3 )：GGG晶体是一种非常有潜力的自调Q激光晶体,可以实现大功率激光器的小型化和全固态化。     

Cr~(4+),Nd~(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷。研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808nm处的吸收截面为4.27×10-20cm2,1064nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20cm2和206μs。由Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测。Cr,Nd∶YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料。     

新型Nd3+∶Ca4GdO(BO3)3自倍频晶体Cr4+∶YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯抽运自倍频晶体Nd3 +∶Ca4GdO(BO3 ) 3 (简称Nd∶GdCOB) ,Cr4+∶YAG被动调Q ,实现了Nd∶GdCOB晶体被动调Q激光运转 ,测量了饱和吸收体Cr4+∶YAG不同小信号透过率下绿激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率 ,给出了描述Nd∶GdCOB晶体调Q工作原理的耦合波方程组 ,数值求解了该方程组 ,所得的理论结果与实验值相符合     

LnxRE1-xP5O14(LRPP)晶体的光谱研究

研究了50多种LnxRE1-xP5O14(Ln3+:Pr3+,Nd3+,Er3+,RE:La3+→Lu3+,Y3+,Sc3+)晶体的紫外可见吸收光谱,荧光光谱和红外吸收光谱.计算了室温下Pr3+,Er3+离子的振子强度.讨论了晶体的荧光寿命.     

Nd∶GGG晶体荧光寿命的测试及受激发射截面的计算

介绍了荧光寿命的测试原理。设计了荧光寿命测试系统。利用脉冲取样技术测试了Nd∶GGG晶体的荧光寿命,约为250μs。采用英国的荧光光谱仪,在室温条件下,用波长为488nm的Ar离子激光器激发Nd:GGG晶体,获得了Nd:GGG晶体的荧光光谱,计算出的Nd∶GGG晶体的受激发射截面σ(λ)为21.57×10-20cm2。     

掺钕钆镓石榴石激光晶体光谱分析

掺钕钆镓石榴石(Nd3+: Gd3 Ga5 O12,简称Nd : GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质.采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参数.吸收光谱测试及计算结果发现,Nd:GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm附近,主峰808 nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20cm2,吸收线宽FWHM为8 nm,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加.荧光光谱测试及计算结果表明,晶体的最强荧光发射峰位于1 062 nm附近,是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射.主发射峰1 062 nm辐射跃迁概率AJJ'=1 832.01 s-1,荧光分支比βJJ=45.07%,荧光寿命τ=250 μs,受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20cm2,较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转.     

Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)和Nd3+,Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)激光晶体的光谱特性

本文分析了Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)的荧光谱和吸收谱,测算到Cr3+离子在4T2g-2Eg的能级间距为ΔE≈70cm-1,晶场强度Dq/B=2.50.说明由于GGGa(Ca,Mg,Zr)晶格扩大减弱了晶场,可望实现Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)室温下的调谐及Nd3+:Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)中Cr3+→Nd3+能量的转移.最后从理论上阐明了Cr3+在晶体GGG(Ca,Mg,Zr)中的能级结构.     

Cr4+,Nd3+:YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷.研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,O.1%Cr,1.0%Nd:YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808 nm处的吸收截面为4.27×10-20 cm2,1 064 nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20 cm2和206μs.由Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测.Cr,Nd:YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料.     

Nd:GGG晶体荧光寿命的测试及受激发射截面的计算

介绍了荧光寿命的测试原理.设计了荧光寿命测试系统.利用脉冲取样技术测试了Nd:GGG晶体的荧光寿命,约为250μs.采用英国的荧光光谱仪,在室温条件下,用波长为488nm的Ar离子激光器激发Nd:GGG晶体,获得了Nd:GGG晶体的荧光光谱,计算出的Nd:GGG晶体的受激发射截面σ(λ)为21.57×10-20cm2.     

铟钕掺杂钽酸锂单晶的生长及光学性能

采用提拉法生长了双掺杂钕离子(Nd3+)和铟离子(In3+)的同成分LiTaO3单晶。测量了该单晶的紫外-可见光吸收光谱,分析了该晶体的缺陷结构,得到了铟离子的掺杂浓度阈值。当铟离子掺杂浓度达到该阈值时,In∶Nd∶LiTaO3晶体的抗光损伤能力显著增强。铟离子取代晶体中的反位TaLi4+,使晶体光电导增大,减弱了光折变效应。In∶Nd∶LiTaO3晶体在光波长0.808μm处的吸收峰的半峰全宽为15nm,吸收截面为5.26×10-21 cm2。采用0.808μm半导体激光作为抽运源,钕离子在光波长1.06μm处出现强烈的荧光带。这些研究结果表明,In∶Nd∶LiTaO3作为多功能晶体可以应用于高功率的光子学或光电子学器件中。     

激光、激光技术 激光工作物质

TN2442007043141Cr4 ,Nd3 ∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质=Spectroscopic properties of Cr4 ,Nd3 ∶YAGtransparentceramics for self-Q-switched laser[刊,中]/李江(中科院上海硅酸盐研究所.上海(200050)),吴玉松…//发光学报.?2007,28(2).?219-224采用固相反应和真空烧结     

掺铬硼酸钇铝[Cr3+:YAl3(BO3)4]晶体的常温光谱研究

本文报道了Cr3+:YAl3(BO3)4(Cr3+:YAB)晶体的常温吸收光谱,荧光光谱和荧光寿命的研究.对其能级、晶场强度参数Dq和拉卡参数做了近似计算,并估算了与激光性能关系密切的光谱学参数.指出它做为声子终端激光晶体材料具有一定的应用前景.     

Nd~(3+):LiNbO_3晶体的坩埚下降法生长及光谱特性

以同成分化学组分比(Li2O:48.6mol%,Nb2O5:51.4mol%)为原料,Nd2O3为掺杂剂,应用坩埚下降法技术,生长了Nd3+初始掺杂为0.2mol%的LiNbO3晶体。测定了晶体的差热曲线、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱,并与用提拉法技术生长的晶体性质进行了比较。观测到了Nd3+的特征吸收峰。在800nm的半导体激光激发下研究了晶体在1.06μm附近的荧光曲线和荧光寿命,观测到了1067,1080,1085,1093,1106nm五个分裂的4F3/2→4I11/2能级跃迁发射峰。测定了最强荧光峰(1085nm)的荧光寿命为351μs。与用提拉法技术生长的晶体相比,其荧光寿命得到了大幅度的变长,约为3.5倍。在密封条件下用坩埚下降法技术生长的晶体,由于在生长过程中隔绝了空气和水汽,所以在获得的晶体中具有低的OH-离子浓度,获得了长的荧光寿命。     

半导体可饱和吸收镜作为被动调Q吸收体的发展状况

简介了近年来发展起来的若干种新型固体激光器被动调Q用吸收体：掺Cr4+系列，Cr，Nd∶YAG自调Q激光晶体，人眼安全激光器被动调Q用吸收体，GaAs吸收体，半导体可饱和吸收镜。着重介绍了固体激光器和光纤激光器调Q用半导体可饱和吸收镜的原理、研制方法及应用状况。     

Nd~(3+):SrY_2O_4粉体的制备、结构与光谱性能研究

为探索新型激光晶体,采用固相法合成了(3 at.%)Nd~(3+):SrY_2O_4多晶,对其结构和发光性质进行了研究.对样品的X射线衍射谱进行Rietveld精修得到了样品的晶胞参数、原子位置等.在353 nm激发下,Nd~(3+):SrY_2O_4在可见波段的最强荧光峰位于419 nm,对应Nd3+的2D15/2→4I9/2跃迁.在824 nm激发下,Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁的荧光谱带宽约为90 nm,最强峰为1083 nm,荧光寿命为281.7μs.宽发射光谱和长的能级寿命表明,Nd~(3+):SrY_2O_4是一种很有希望的新波长激光二极管抽运超短脉冲激光材料.     

高浓度掺钕钇铝石榴石(Nd∶YAG)晶体的光谱与激光特性

测量了高掺杂浓度Nd∶YAG晶体的吸收光谱和荧光寿命。晶体的主吸收峰在 80 8nm处 ,Nd掺杂的摩尔分数为 0 0 30的Nd∶YAG晶体的吸收系数高达 2 0 7cm-1,荧光寿命为 15 0 μs,存在浓度猝灭。进行了钛宝石激光抽运高掺杂浓度Nd∶YAG和Nd∶YVO4 晶体的激光性能对比实验 ,所用Nd∶YAG晶体摩尔分数为 0 0 2 0和 0 0 2 5 ,激光斜率效率分别为 2 9 7%和 32 % ;Nd∶YVO4 晶体摩尔分数为 0 0 30 ,激光斜率效率为 34 7% ,表明了高浓度Nd∶YAG晶体在激光性能上与高浓度的Nd∶YVO4 晶体相当     

用Cr4+∶YAG晶体实现Nd3+∶YAG 0.946 μm激光被动调Q运转

以Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体 ,氙灯作为抽运源 ,实现了Nd3 +∶YAG晶体在 0 946 μm波长处的调Q运转。激光脉冲宽度为 38ns ,能量为 1 7mJ。     

稀土五磷酸盐(REP5O14)晶体的光谱性质

本文在较前人宽的波段内系统地研究了REP5O14(RE=Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+)单晶的吸收光谱、激发光谱与荧光光谱.合理地确定了谱项.关于SmP5O14,GdP5O14,DyP5O14,TmP5O14与YbP5O14等晶体光谱的研究,至今尚未见报导.这些晶体系统的光谱数据,对于了解它们的性质及其应用方面,都是很有用的.     

激光二极管端面连续抽运的Cr4+∶Nd3+∶YAG微片激光器输出特性研究

报道了腔长为 1.1mm的激光二极管端面抽运的Cr4 +∶Nd3 +∶YAG自调Q微片激光器 ,连续抽运下获得了平均功率为 5～ 18mW、重复频率为 1～ 10kHz的稳定的调Q激光脉冲输出序列。并且对微片激光器的调Q输出激光的单脉冲特性参量、重复频率以及抽运阈值功率等进行了理论研究 ,计算结果和实验结果比较吻合。     

激光二极管抽运Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器

采用光纤耦合半导体激光抽运,实现了Cr4+:Nd3+:YAG自锁模自调Q激光器1.06üm激光输出.当抽运功率超过阈值2.83 W时,激光器便运转在调Q锁模状态,其锁模调制深度达到80%以上.当抽运功率最大为5.72 W时,平均输出功率为233 mW,相应调Q包络的单脉冲能量为16.5üJ,调Q包络的脉冲宽度大约为120 ns.调Q包络中锁模脉冲之间的间隔为2.8 ns,这与光子在谐振腔内的往返时间相一致,对应的重复率为357 MHz,锁模脉冲宽度估计为560 ps.利用双曲正割函数,考虑腔内光子数密度的空间高斯分布、增益介质的受激辐射寿命和饱和吸收体的激发态寿命对激光特性的影响,建立了描述Cr4+:Nd3+:YAG晶体自调Q自锁模动力学过程的速率方程组.数值求解该方程组,与实验结果符合较好.