激光二极管抽运(Tm,Ho):YLF激光器光谱特性实验分析

Ho：YLF晶体的^5I7和^5I8斯塔克能级分裂数较多。形成2047～2070nm宽的增益谱带,对于可调谐2μm激光及宽带激光放大器研究具有重要意义。理论上分析了(Tm,Ho)：YLF晶体的能级结构。并对晶体掺杂浓度和长度进行了优化。实验研究了激光二极管抽运微片Tm(原子数分数0．06)．Ho(原子数分数0．004)：YLF激光谱线可调谐特性。调谐范围2．0656～2．0671μm。利用(Tm,Ho)：YLF晶体的宽增益谱特性．将其作为激光二极管抽运激光放大器。成功地将2．048μm(Tm,Ho)：GdVO1激光功率放大了2．5倍。实验上测量了(Tm,Ho)：YLF晶体在强抽运条件下480～492nm及530～550nm可见波段的上转换蓝绿光荧光谱。     

激光二极管抽运(Tm,Ho)∶YLF微片激光器的实验研究

从理论上分析了准三能级 (Tm ,Ho)∶YLF晶体的增益与温度关系 ,晶体温度的降低和长度的缩短有利于减小重吸收损耗对激光器运行性能的影响。在室温条件下 ,用 2 7W波长为 792nm激光二极管端面抽运Tm(原子数分数 0 .0 6 ) ,Ho(原子数分数 0 .0 0 4 )∶YLF微片激光器 ,阈值抽运功率为 4 5 0W ,当入射到晶体内的激光二极管功率为 1 88W时 ,2 μm激光最大输出功率为 32 8mW ,斜率效率为 2 2 5 % ,光 光转换效率达 17 4 %。为达到激光最佳运行条件 ,还探讨了激光二极管波长 ,抽运光偏振方向以及晶体温度对Tm ,Ho激光器性能的影响。     

激光二极管抽运（Tm，Ho）：YLF微片激光器的实验研究

从理论上分析了准三能级(Tm，Ho)：YLF晶体的增益与温度关系，晶体温度的降低和长度的缩短有利于减小重吸收损耗对激光器运行性能的影响。在室温条件下，用2．7w波长为792nm激光二极管端面抽运Tm(原子数分数0．06)，Ho(原子数分数0．004．)：YLF微片激光器，阈值抽运功率为450W，当入射到晶体内的激光二极管功率为1．88W时，2μm激光最大输出功率为328mW，斜率效率为22．5％，光—光转换效率达17．4％。为达到激光最佳运行条件，还探讨了激光二极管波长，抽运光偏振方向以及晶体温度对Tm，Ho激光器性能的影响。     

激光二极管纵向抽运(Tm,Ho)∶YLF激光器的研究

对激光二极管端面抽运 (Tm ,Ho)∶YLF固体激光器的激光特性进行了研究。根据激光二极管抽运准三能级系统的特性 ,详尽地分析了能量在Tm3 + 离子和Ho3 + 离子之间的传递过程 ,给出了 (Tm ,Ho)∶YLF激光器准三能级的速率方程 ,对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运 (Tm ,Ho)∶YLF激光器运转的影响进行了理论分析 ,得出了 (Tm ,Ho)∶YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。同时对 (Tm ,Ho)∶YLF微片激光器的激光特性进行了实验研究 ,当保持晶体温度为 19℃时 ,阈值抽运功率为 4 2 5mW ,斜率效率为 2 2 .5 % ,最大光光转换效率为 17.4 % ,并且在将晶体保持在四个不同的温度下 ,给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果。将理论与实验结果进行比较 ,发现吻合得比较好。     

激光二极管抽运的准三能级2μm(Tm,Ho)∶YLF激光器的理论研究

根据激光二极管抽运铥 ,钬 (Tm ,Ho)共掺激光器中离子之间的能量传递过程 ,建立了 (Tm ,Ho)∶YLF激光器准三能级的速率方程 ,对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运 (Tm ,Ho)∶YLF激光器运转的影响进行了理论分析 ,得出了 (Tm ,Ho)∶YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。并根据所得到的解析表达式对激光器进行了优化设计 ,分析了增益介质长度、抽运光斑半径、输出镜透过率对激光阈值和斜率效率的影响。并通过实验验证了理论的合理性。同时 ,对小信号增益进行了详尽的理论分析。     

激光二极管纵向抽运（Tm，Ho）：YLF激光器的研究

对激光二极管端面抽运(Tm，Ho)：YLF固体激光器的激光特性进行了研究。根据激光二极管抽运准三能级系统的特性，详尽地分析了能量在Tm^3 离子和Ho^3 离子之间的传递过程，给出了(Tm，Ho)：YLF激光器准三能级的速率方程，对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运(Tm，Ho)：YLF激光器运转的影响进行了理论分析，得出了(Tm，Ho)：YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。同时对(Tm，Ho)：YLF微片激光器的激光特性进行了实验研究，当保持晶体温度为19℃时，阈值抽运功率为425mW，斜率效率为22．5％，最大光—光转换效率为17．4％，并且在将晶体保持在四个不同的温度下，给出了激光输出功率随抽运功率变化的实验结果。将理论与实验结果进行比较，发现吻合得比较好。     

激光二极管抽运的准三能级2μm(Tm,Ho):YLF激光器的理论研究

根据激光二极管抽运铥,钬(Tm,Ho)共掺激光器中离子之间的能量传递过程,建立了(Tm,Ho)：YLF激光器准三能级的速率方程,对上转换及激光下能级粒子再吸收对激光二极管抽运(Tm,Ho)：YLF激光器运转的影响进行了理论分析,得出了(Tm,Ho)：YLF激光器的阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。并根据所得到的解析表达式对激光器进行了优化设计,分析了增益介质长度、抽运光斑半径、输出镜透过率对激光阈值和斜率效率的影响。并通过实验验证了理论的合理性。同时,对小信号增益进行了详尽的理论分析。     

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     

激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器

对激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF晶体声光调Q激光器的激光特性进行了研究。根据粒子跃迁和能量传递过程,在考虑能级传递上转换的前提下,建立了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的速率方程,得到了初始反转粒子数的解析表达式,分析了能量传递上转换效应对激光上能级反转粒子数的影响。在室温下实现了2 μm波长激光的脉冲输出。实验上给出并分析了Tm,Ho∶YLF脉冲激光器的平均输出功率、单脉冲能量和脉冲宽度随抽运功率以及声光Q开关调制频率的变化关系。在抽运功率为2.8 W,重复频率为9 kHz时,获得了平均输出功率为189 mW的激光脉冲,光光转换效率为6.8%。在重复频率为1 kHz时,得到最大单脉冲能量为65 μJ,峰值功率为0.17 kW。     

激光二极管端面抽运Tm,Ho:YLF激光器双稳特性研究

报道了波长为792 nm激光二极管端面抽运Tm,Ho:YLF连续激光器的双稳输出特性.激光晶体温度为283 K时,双稳区的宽度为100 mW,跃变点输出功率的跃变量为15 mW.实验上还研究了晶体温度对2 μm激光双稳特性的影响,当晶体温度从283 K升高到298 K时,双稳区的宽度由100 mW减小到60 mW,跃变点输出功率的跃变量由15 mW下降到6 mW.通过分析可知,Tm,Ho:YLF连续激光器的双稳输出是由能量转递上转换、激发态吸收以及激光下能级对2 μm输出激光再吸收共同作用的结果. 关键词： 端面抽运 Tm Ho:YLF晶体 连续输出 光学双稳     

光纤耦合二极管端泵2 μm CW双掺)Tm,Ho∶GdVO4激光器

同YLF和YAG 基质相比,在Tm-Ho∶GdVO₄晶体中Tm³⁺离子在800 nm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14 W、泵浦波长794 nm时,实现了2.048 μm激光输出,连续运转输出功率3.6 W,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.     

二极管泵浦的2 μm高重复频率脉冲固体激光器

 报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果。792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源，泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体。动态运转时，平均输出功率达到4 W，相应的能量抽取效率大于85%。采用声光调Q方式，重复频率1～50 kHz可调，10 kHz时，峰值功率达到12 kW，最小脉宽为32 ns。同时，还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析。     

A compact high efficient diode-double-passing-pumped mid-IR Tm:YLF laser at room temperature

A new compact high efficient diode-double-passing-pumped Tm:YLF laser at room temperature is presented. Using a crystal of 3 mm × 3 mm × 12 mm 4% doping Tm:YLF and double-end-double-passing pumping cavity structure without complex optical splitter pumping system, 5.6 W CW 1907.6 nm laser is obtained at 26.2 W 792 nm pumping laser. The slope efficiency is as high as 37.8% and the spectrum width is 2 nm. The relationship between cavity length and output laser is also analyzed. Experiments verify that the highest energy and convertion efficiency can be reached by optimizing the oscillator cavity length. Finally, we used this Tm:YLF laser to pump Ho:YAG crystal at room temperature and achieved 1.65 W 2.1 μm output laser with slope efficiency 67%.     

3.6-W cryogenic Tm,Ho:YLF laser pumped by fiber-coupled diodes module

In this paper, we report a high power cryogenic cooling Tm(6 at.-%),Ho(0.5 at.-%):YLF laser end-pumped by a 19-fiber-coupled-diodes module with the central wavelength of 792 nm at 20°. The highest continuouswave power of 3.6 W at 2.051 μm is attained under pumping power of 13.6 W, corresponding to opticaloptical conversion efficiency of 26%, and the slope efficiency is larger than 30%. The threshold power is only about 0.16 W because of the long lifetime, large effective emission cross section, and low re-absorption in Tm,Ho:YLF crystal.     

The Spectroscopic Properties of Tm and Ho Co-doped YVO_4 Crystal

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅＹＶＯ4ｃｒｙｓｔａｌｃａｎｂｅｔｒａｃｅｄｂａｃｋｔｏ 1 970′ｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒｄｕｅｔｏｉｔｓｐｏｏｒｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ,ｉｔｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｇｏｏｄｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｆｌａｓｈｌａｍｐ ｐｕｍｐｅｄｌａｓｅｒｓｙｓｔｅｍ .Ｌａｔｅｌｙ ,ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬＤｌａｓｅｒａｎｄｎａｒｒｏｗｂａｎｄＬＤ ｐｕｍｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｉｍｅｄａｔｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐ…     

The Spectroscopic Properties of Tm and Ho Co-doped YVO4 Crystal

In this paper, the measured results of spectroscopic properties for Tm, Ho co-doped YVO4 crystals are reported. The absorption spectra, fluorescence spectra and calculated spectroscopic parameters are given. The processes of sensitized luminescence of Ho3+ by Tm3+ with 805 nm LD pumping were investigated. It was found that Tm3+ ion in YVO4 has a larger uniform absorption width (～26 nm) and a larger peak and integreted cross-section of absorption at 800nm (～1.4×10-20 cm2 and 246×10-20 cm) than that in YAG and YLF. The high energy transfer efficiency from Tm3+ to Ho3+ (up to 87%) and low pumping threshold (15 mW) show that Tm3+ can efficiently sensitize Ho3+ in YVO4 crystal. The dependence of ～2 μm emission for Ho3+ on the Tm, Ho doping concentrations was preliminarily analyzed and discussed.     

1.2 W中红外ZnGeP2光参量振荡器

报导了利用Tm,HoGdVO4激光器抽运双谐振ZnGeP2光参量振荡器实验研究.Tm(5%),Ho(0.5%)GdVO4晶体采用液氮制冷方式,工作在77 K温度条件下.以25 W波长为800 nm的光纤耦合激光二极管抽运,2 μm激光最大平均功率7 W,脉冲宽度小于30 ns, 脉冲重复频率5 kHz到20 kHz可调.非线性频率转换晶体ZnGeP2长15 mm,55?切割,OPO谐振腔为平平腔,腔长约25 mm.在5W的2 μm激光抽运下,脉冲重复频率10 kHz,实现了信号光3.7 μm及闲频光4.5 μm中红外激光输出,参量光脉冲宽度为15～17 ns,最大平均功率大于1.2 W,光-光转换效率为20%.测量参量光输出光束全宽度远场发散角4 mrad,光束质量M2因子小于3.