LaMgAl_(11)O_(19)∶Co~(2+)被动调Q铒玻璃激光器研究

综述了被动调Q铒玻璃激光器的发展概况,推导了被动调Q铒玻璃激光器输出脉冲能量、脉宽的解析表达式,数值模拟了腔内损耗与输出脉冲能量、脉宽及峰值功率的关系以及输出脉冲能量与输入抽运能量的关系。设计了一台LaMgAl11O19∶Co2 被动调Q铒玻璃激光器,实验验证了数值模拟分析结果。结果表明,腔内损耗增加将导致输出脉冲能量下降,脉宽变大,从而峰值功率降低。输入能量低于12J时,输出只有单脉冲,当输入能量大于12J时,输出会出现双脉冲。在8J的电输入下,获得了峰值功率50kW,2.7mJ的1.535μm激光输出。最后讨论了提高单脉冲能量的方法。     

1.54μm铒玻璃激光器被动调Q技术发展现状

获得1．54μm波长激光的一个重要手段是利用铒玻璃激光器直接输出。但其调Q方式大多采用主动Q开关,原因在于难以找到合适的被动调Q晶体,这极大的限制了铒玻璃激光器的工程应用与推广。目前,被动调Q的铒玻璃激光器的研究与应用在国内外都有很大进展,介绍了几种被动调Q方式及部分应用较多的调Q晶体的特性,并分析了被动调Q铒玻璃激光器的需求前景。     

二极管泵浦的被动调Q与脉冲幅度混沌Nd:LaMgAl11O19全固态激光器

基于二极管泵浦Nd:LaMgAl₁₁O₁₉无序晶体激光器实现了被动调Q激光以及脉冲幅度混沌激光的输出。当泵浦功率在4.8~8.6 W范围内时,激光器运转在被动调Q状态;当泵浦功率为8.6 W时,调Q激光的平均输出功率为613 mW、重复频率为157.1 kHz、脉冲宽度为2.2μs。当泵浦功率增加到8.7~10.5 W范围内时,输出激光的脉冲幅度呈不规则随机分布现象;通过分析脉冲峰值序列的自相关曲线、相位图、功率谱、随机直方图,判定激光器运转在脉冲幅度混沌状态;当泵浦功率功率为10.5 W时,脉冲幅度混沌激光的平均输出功率为814 mW。     

铒玻璃激光器研究

叙述磷酸盐铒玻璃激光器的偿试性实验研究及其静态和转镜调Ｑ特性。     

氧化石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器

报道了基于氧化石墨烯的被动调Q掺铒光纤激光器。激光器采用环形腔结构,调Q器件为自制的氧化石墨烯可饱和吸收镜。泵浦功率在81~505 mW范围内时,得到了重复频率68~124 kHz的稳定的调Q脉冲输出,脉宽为0.47~1.60 s。由于泵浦功率限制,激光器最大输出功率为10 mW, 相应单脉冲能量为80.6 nJ。此种基于氧化石墨烯可饱和吸收体的被动调Q光纤激光器体积小、成本低廉、结构简单、稳定性高、光束质量高,具有广阔的应用前景。     

LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算

研究了以Co2+:MgAl2O4晶体为饱和吸收体的LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器.针对双掺离子之间的能量传递和Er3+的多种跃迁过程,结合Co2+:MgAl2O4晶体中Co2+离子的饱和吸收特性,给出了详尽的速率方程,在其基础上进行了数值分析,分析了输出镜透过率、激光介质长度、谐振腔长度、腔内往返损耗、饱和吸收体长度对激光阈值、峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度的影响.     

被动调Q激光器优化的研究

被动调Q激光器以其结构简单、紧凑而获得了广泛的应用。为优化其性能参数,在总结近些年被动调Q基本理论基础上,对于具有能量上转换(Energy-transfer upconversion)的激光工作物质构成的被动调Q激光器,提出了可以将能量上转换引起的损耗归到线性损耗中进行优化设计的方法,并给出了输出镜的反射率和饱和吸收体的小信号透过率两者优化选择的直接关系图。根据被动调Q激光器的特有参数α,在总结提高调Q峰值功率的方法基础上,得出当α接近无穷大时,从被动调Q过渡到主动调Q,实现了被动调Q和主动调Q理论的统一。     

石墨烯可调谐被动调Q掺铒光纤激光器

基于光学沉积方法,制备了石墨烯可饱和吸收体,并利用此可饱和吸收体搭建了环形腔结构的被动调Q掺铒光纤激光器,实现了稳定的调Q激光脉冲输出,其重复频率为5.1~14.2 kHz,最窄激光脉冲宽度为8 s,最大平均功率为162.3 W,且通过调节偏振控制器,中心波长在1556~1558 nm可调。     

GaAs被动调Q Nd:YAG激光器激光特性的研究

报道了用半导体材料 Ga As实现氙灯抽运 Nd:YAG激光器的被动调 Q运转 ,测量了激光器的阈值、脉冲宽度和输出能量。从 Ga As的能级结构出发 ,理论上研究了 Ga As材料的饱和吸收原理 ,建立了调 Q激光器速率方程并给出了数值解 ,对理论结果与实验结果进行了比较和讨论。     

被动调Q自拉曼Nd:GdVO4激光器

对激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd:GdVO4被动调Q激光器进行了详细的理论和实验研究.实验中采用Nd:GdVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,分别用了两块不同初始透射率的Cr4 :YAG晶体,得到并比较了采用不同初始透射率的Cr4 :YAG晶体时被动调Q自拉曼激光器的性能.测量了平均输出功率、脉冲宽度和脉冲重复率随抽运功率的变化关系.当Cr4 :YAG的初始透射率为0.91,输入功率是5.7 W时,得到的拉曼光的最高功率为244.6 mW,相应的转换效率为4.3%.通过数值求解基频光和拉曼光空间分布的速率方程并应用到被动调Q自拉曼Nd:GdYO4激光器.获得的理论结果与实验结果大致相符.     

氟氧化物玻璃材料中Er3+的光谱性质

利用J－O理论计算了Er3 掺杂的氟氧化物玻璃材料MFT的光学性质,得到了一些能级间跃迁的振子强度,跃迁几率,分支比,及寿命等数据,并通过实验测量了吸收光谱,激光发光谱和发射光谱等。     

Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂的镓锗酸盐玻璃光谱性能及能量传递

采用熔融淬冷法制备得到透明的Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂镓锗钠玻璃。对比研究了808 nm和980 nm激发下Tm_2O_3含量对样品可见-红外光学光谱特性的影响。结合稀土离子能级结构,分析了Tm~(3+)、Er~(3+)和Yb~(3+)离子之间的能量传递机制。结果表明:在808 nm和980 nm的激发下,Tm~(3+)/Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂样品中均观察到了473,655,521,544 nm的蓝、红和绿光。在808 nm激发下,随着Tm~(3+)浓度的增加,Tm~(3+):1 800 nm和Er~(3+):1 530 nm发射强度的比率I1.8/I1.53逐渐增大。由于在Tm~(3+)和Er~(3+)间的能量传递有效地改变了红光和绿光的发射强度,473,521,655 nm的发光强度呈现先升高再降低的趋势,在Tm_2O_3掺杂摩尔分数为0.3%时达到最大值。而在980 nm激发下,由于Yb~(3+)对Er~(3+)和Tm~(3+)的能量传递起主要作用,使得其上转换红光(655 nm)、绿光(521 nm和544 nm)和蓝光(473 nm)的发光强度高于808 nm激发下的上转换发光。     

Er3+单掺及Er3+/Yb3+共掺SiO2-Al2O3-La2O3玻璃光谱性质研究

研究了单掺Er³⁺及Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律,应用McCumber理论计算了玻璃在1.53 μm的发射截面及积分吸收截面.结果表明:在Er³⁺离子掺杂浓度相同时,玻璃在980 nm吸收截面与Yb³⁺掺杂浓度成反比;当样品中Yb³⁺离子掺杂浓度为3.94×10²⁰ cm^-3时,玻璃在1.53 μm的吸收截面和发射截面最大,在1.40～1.60 μm积分吸收截面也最大;Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃在1.53 μm的荧光半高宽随Er³⁺掺杂浓度升高而增加,当Er³⁺离子掺杂浓度为2.41×10²⁰ cm^-3时,玻璃的荧光半高宽(FWHM)达到52.5 nm.     

ZnS:Co2+和CdTe:Co2+中配体对g因子的贡献

采用双自旋-轨道耦合模型和分子轨道研究了Co²⁺离子在Ⅱ-Ⅵ半磁半导体ZnS和CdTe中的EPR g因子.计算表明,配体Te有大的SO耦合作用和强的共价性,其对g因子有较大的贡献.     

激光二极管抽运的Er3+、Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器

系统研究了Er^3 、Yb^3 共掺磷酸盐玻璃的激光性质，利用激光二极管抽运，成功地实现了Er^3 、Yb^3 共掺磷酸盐玻璃激光器的连续运转。在室温下所得到的激光最大输出功率达43mW，斜率效率为10．6％，激光光谱范围为1516nm-1547nm，峰值波长为1533nm。     

BaAl12O19:Mn2+荧光粉的表面包覆与发光性能

采用传统的高温固相反应法合成出BaAl12O19：Mn^2 荧光粉,利用乳胶法对荧光粉颗粒表面包覆MgF2。对包覆过程中的反应物浓度、反应过程进行研究,得到最佳包覆条件,确定荧光粉表面包覆的制备工艺。通过X射线衍射、透射电镜图、红外光谱等对表面包覆的荧光粉颗粒的结构性能进行分析,并在彩色等离子体平板显示器(PDP)上进行涂屏老化实验。结果表明在BaAl12O19：Mn^2 荧光粉颗粒表面成功地包覆上MgF2层,包覆后的荧光粉的初始发光亮度下降1．6％,而老化8h后,包覆的荧光粉亮度衰减明显优于不包覆的材料。     

Er^3＋：Y2O3透明陶瓷制备及发光性质研究

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Er3 ,采用共沉淀法制备出性能良好的Er3 :Y2O3纳米粉,并将粉体在1 700℃和真空度为1×10-3Pa下烧结8 h得到Er3 :Y2O3透明陶瓷.用X射线衍射仪(D/MAX-RB)、透射电子显微镜(EM420)、自动记录分光光度计(DMR-22)、荧光分析仪(F-4500)和发射波长为980 nm的半导体激光器分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.结果表明:Er3 完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Er3 :Y2O3粉体大小均匀,近似球形,尺寸约40～60 nm左右.Er3 :Y2O3透明陶瓷相对密度为99.8%,在长波长范围内其透光率超过60%,在波长为980 nm的激光下有两个上转换发光带,其中绿色发光中心波长位于562 nm,红色发光中心波长位于660 nm,分别对应4S3/2/2H11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁;随着铒浓度的提高颜色从绿色向红色转变,Er3 的掺杂浓度不宜超过2%,超过这个范围,对材料发光强度的增强作用反而很小.     

Diode-end-pumped Nd:YAGLaser with Cr4+:YAG as Passive Q-switch

A diode-end-pumped Nd:YAG laser is passively Q-switched by using Cr4+:YAG as saturable absorber. When CW pumped with a laser diode which the maximum power is 550 mW, the laser produces pulses of 24 ns duration at 1064 nm, with an energy of 26 μJ.     

Y2O3:Er3的共沉淀法制备和pH值对发光性质的影响

采用共沉淀法,通过氨水调节沉淀剂碳酸氢铵的pH值,制备了一系列Y<,2>O<,3>:1%Er样品.傅里叶变换红外光谱以及兀素分析表明,沉淀剂pH值在8.0～9.5之间变化时,前驱沉淀物化学结构基本不变;而X射线荧光潜仪分析与SEM形貌表征的结果表明,pH值改变时不仅会导致前驱沉淀物中Er含量的变化.而且使得煅烧后粉末颗粒的粒径及其分布发生改变.测量煅烧后粉末样晶的荧光光谱,结果显示,pH值变化引起的Er含最和颗粒粒径的变化,都会导致粉末样品发光性质产生差异.