YAB晶体中Yb3+到Er3+的能量传递

1.55 μm波段是光通讯的一个重要波段,而且对人眼安全,有高的大气透过率,因此可以广泛应用于通讯和遥感测距等领域。由于Er³⁺离子对商品化的InGaAs激光二极管的抽运波长不能有效吸收,因此一般通过在基质中共掺杂Yb³⁺和Er³⁺离子来获得1.55 μm波段激光输出。采用助熔剂法生长了不同Yb³⁺和Er³⁺掺杂浓度的YAl₃(BO₃)₄(YAB)晶体。运用速率方程模型研究了晶体中Yb³⁺到Er³⁺能量传递过程,得到了根据Yb³⁺离子的荧光寿命计算能量传递系数的简单计算公式。计算了不同掺杂离子浓度的YAB晶体中的能量传递系数等相关参数。结果表明,在YAB晶体中,Yb³⁺到Er³⁺能量传递非常有效,YAB晶体可以作为一种能获得1.55 μm激光输出的良好介质材料。     

Er^3＋／Yb^3＋：Sr3Y2（BO3）4晶体的光谱和激光性质

采用提拉法生长了双掺Yb3+和Er3+离子浓度分别为18.63%和0.87%(原子分数)的Sr3Y2(BO3)4晶体.利用测量的偏振吸收谱结合Judd-Ofeh理论,拟合得到了该晶体中Er3+离子的偏振和有效J-O参数.测量了Er3+离子4I13/2能级和Yb3+离子2F5/2能级的荧光衰减曲线,并计算了4I13/2能级的荧光量子效率和Yb3+到Er3+的能量传递效率.利用Fuchtbauer-Ladenberg公式计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的偏振受激发射截面.在平-凹谐振腔中,利用97nm波长光纤耦合准连续半导体激光端面泵浦1.12mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得了最大输出功率为1.3 w和斜率效率为20%的1560 nm附近的激光输出.结果表明,Er3+/Yb3+:Sr3+Y2+(BO3)4晶体是一种优良的1.5～1.6 μm波段激光的增益介质.     

基质中不同稀土离子晶场强度的比较分析

用计入电荷屏蔽作用后的晶场参数关系式, 比较分析了两种典型的激光材料激活离子Er3+和Nd3+在一系列晶体基质中的标量晶场强度. 理论上得到两者之间的比值为0.761, 从实验数据中得到的相应比值为0.731±0.017, 理论计算结果和经验关系式符合得相当好. 由此可以得到当不同稀土离子在同一种基质材料中占据相同的格位时, 其晶场强度的比值.     

Tm3+:NaLa(MoO4)2晶体的1.9 μm准连续激光输出

以0.94 mm厚的c切片7.5%(原子分数)Tm3+:NaLa(MoO4)2晶体为增益介质,采用795.5 nm波长钛宝石激光泵浦,实现了1.9 μm准连续激光输出.当输出镜透过率为6.6%时,激光起振阈值为60 mW,斜率效率为50%,最大输出功率为0.5 W.输出激光波长随输出镜透过率的增大向短波方向移动.实验结果表明,Tm3+:NaLa(MoO4)2晶体是一种性能优良的1.9μm波段激光晶体.     

Yb3+离子摩尔分数对Yb ∶ GAB晶体辐射陷阱的影响

测量了一系列Yb³⁺摩尔分数(0.125…1)在Yb³⁺ ∶ GdAl₃(BO₃)₄ 晶体(Yb ∶ GAB)的室温偏振吸收光谱、发射光谱。为了揭示和消除辐射陷阱对Yb³⁺光谱性质的影响,分别测量了块状、粉末和稀释粉末样品的发射光谱。为了比较不同摩尔分数和不同方式辐射陷阱的影响,采用倒易法(RM)和Fuchtbauer-Ladenburg公式(FL)来计算发射截面。实验结果表明:随着Yb³⁺离子摩尔分数的增加,辐射陷阱效应对发射光谱的影响越来越严重。在发射光谱中,随着Yb³⁺离子摩尔分数的增加,短波段发射变弱,长波段发射变强,因此,提出了Yb ∶ GAB 晶体中发射光谱的重心波长移动 Δλ与 Yb³⁺离子摩尔分数之间的经验关系来定量分析Yb³⁺离子摩尔分数变化对辐射陷阱的影响;采用稀释法能够很好消除辐射陷阱对发射光谱的影响,而粉末法对于低Yb³⁺浓度的样品能够比较好地消除辐射陷阱的影响,块状样品直接测量很难消除辐射陷阱的影响。     

辐射陷阱效应对钨酸镧晶体中Yb3+光谱性质的影响

采用提拉法获得了Yb3 :La2(WO4)2晶体,并测量了该晶体的室温吸收光谱.为了分析辐射陷阱效应对Yb3 光谱性质的影响,分别测量了块状和粉末状晶体样品的荧光光谱和荧光衰减曲线.研究结果表明:辐射陷阱效应导致钨酸镧晶体中Yb3 离子的荧光光谱、受激发射截面和荧光寿命等光谱性质发生了明显的变化.     

Growth and Crystal Structure of YbAl3（BO3）4

1 INTRODUCTION With the development of high power InGaAs laser diode (LD) as pump sources, the Yb3+-doped laser crystals have received much attention. Due to the simple energy level structure of the Yb3+ ions, the Yb3+-doped laser crystals have no concentration quenching, and have high quantum efficiency and low quantum defects even at high doping concentration of the Yb3+ ions[1, 2]. Therefore, the Yb3+-doped crystals are good candidates of media in the LD-pumped solid-state laser,…     

Yb^3＋离子摩尔分数对Yb：GAB晶体辐射陷阱的影响

测量了一系列Yb3+摩尔分数(0.125...1)在Yb3+:GdAl3(BO3)4 晶体(Yb:GAB)的室温偏振吸收光谱、发射光谱.为了揭示和消除辐射陷阱对Yb3+光谱性质的影响,分别测量了块状、粉末和稀释粉末样品的发射光谱.为了比较不同摩尔分数和不同方式辐射陷阱的影响,采用倒易法(RM)和Fuchtbauer-Ladenburg公式(FL)来计算发射截面.实验结果表明:随着Yb3+离子摩尔分数的增加,辐射陷阱效应对发射光谱的影响越来越严重.在发射光谱中,随着Yb3+离子摩尔分数的增加,短波段发射变弱,长波段发射变强,因此,提出了Yb:GAB 晶体中发射光谱的重心波长移动Δλ与 Yb3+离子摩尔分数之间的经验关系来定量分析Yb3+离子摩尔分数变化对辐射陷阱的影响;采用稀释法能够很好消除辐射陷阱对发射光谱的影响,而粉末法对于低Yb3+浓度的样品能够比较好地消除辐射陷阱的影响,块状样品直接测量很难消除辐射陷阱的影响.     

Acousto-optic Q-switched laser performances of Er3+:Yb3+:LuAl3（BO3）4 crystal at 1.5-1.6 μm

Diode-pumped acousto-optic Q-switched pulse laser at 1.5-1.6 μm is obtained in an Er3+:Yb3+:LuAl3 (BO3)4 crystal. Single-pulse laser operation with slope efficiency of 14% and threshold of approximately 100 mW is realized at an average absorbed pump power of 314 mW and repetition frequency of 20 kHz. Output pulse energy is 67 μJ. The effects of pulse repetition frequency, absorbed pump power, and duty cycle on the wavelength and pulse profile of the Q-switched Er3+:Yb3+:LuAl3(BO3)4 laser are also investigated.     

红外激光泵浦掺稀土固体材料直接输出蓝绿激光

介绍利用红外或红色激光泵浦掺稀土固体材料直接输出蓝绿激光的途径和研究进展：较为详细地介绍了红外激光泵浦掺稀土非线性激光晶体通过自变频过程，以及红外激光泵浦掺稀土固体块状，光纤和微珠材料通过频率上转换过程实现蓝绿激光输出的研究结果，并与其它输出蓝绿波段激光的器件和方法进行比较，着重对比分析了YAl3(BO3)4,GdAl3(BO3)4,Ca4YO(BO3)3和Ca4GdO(BO3)等典型的非线性激光基质晶体以及氟化物光纤等典型的上转换激光介质材料，对该领域目前面临的主要问题和发展方向进行了探讨。