Ag掺杂对高重复频率飞秒激光诱导Gd_2O_3-MoO_3-B_2O_3玻璃析晶的影响

将800nm高重复频率250kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响.对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要大要长,这说明Ag的掺入促进了玻璃的析晶.其机理可能为飞秒激光的多光子吸收效应,导致玻璃基质中桥氧键断裂,产生非桥氧空穴和自由电子,玻璃中的Ag离子捕获电离出来的电子被还原成Ag原子,Ag原子在热动力的驱动下移动聚集形成银纳米颗粒,形成的银纳米团簇作为核促进了钼酸盐玻璃的析晶.     

高发射截面掺镱氧化物玻璃

在国外报道的一些掺镱(Yb^3 )激发玻璃基上,实验研究得到发射截面更大的掺Yb^3 玻璃.其中掺Yb^3 锗碲酸盐`硼酸盐和硅铌酸盐玻璃的发射截面大于1.9pm^2;磷酸盐玻璃的发射截面较小但有较长的荧光寿命.优良的光谱性质使这些玻璃有望成为高平均功率和高峰值功率激光器增益介质的候选基质.     

2μm波段硫系玻璃微球激光器的制备和表征

工作在2μm波段附近的中红外微球激光器在生物医学传感、激光雷达、窄带光学滤波和空气污染监控等领域具有重要的应用价值.本文以自制的Tm~(3+)-Ho~(3+)共掺的Ge-Ga-Sb-S (2S2G)硫系玻璃为基质材料,采用玻璃粉末高温漂浮熔融法批量制备了高品质(典型品质因数大于10~5)硫系玻璃微球.优选一颗直径为205.82μm的微球为实验对象,利用光纤锥耦合法对其进行光学近场耦合实验.在808 nm抽运光的作用下,在1.8—2.1μm波段处可观测到明显的荧光回廊模现象.当抽运功率达到0.848 mW的阈值时,可在2080 nm附近观测到明显的激光输出.上述实验结果表明本文采用的2S2G硫系玻璃具有用于制备工作在中远红外波段的有源光学/光电子学器件的潜力.     

飞秒激光作用下光学玻璃和激光玻璃的光致暗化及其ESR研究

报道了多种商用光学玻璃和激光玻璃在800nm,120fs,1kHz脉冲激光作用下,产生光致暗化的阈值.并对照射前后的玻璃进行ESR分析,结果表明,光致暗化是由于玻璃内生成空穴捕获型色心的结果.认为玻璃在800nm飞秒激光照射后所产生的色心来源于玻璃的多光子吸收 关键词： 阈值 暗化 玻璃 飞秒激光 ESR     

新型非晶态激光工作物质：合成五磷酸镧钕（LNPP）激光材料

合成 ＬＮＰＰ激光玻璃是一种化学计量的非晶态物质，它兼有晶体与玻璃介质的某些特性，是高储能、高增益、高重复率的新型玻璃激光工作物质，它有利于激光器件小型化．本文叙述了ＬＮＰＰ玻璃的主要制备工艺及其基本特性．     

重复脉冲激光辐照光学材料的热力效应

在建立高斯型重复脉冲激光辐照光学材料模型的基础上,得到了圆柱型光学材料的二维温度场和热应力的解析解.以K9玻璃为例,通过数值计算得到同条件下重复脉冲激光对光学材料的损伤阈值.研究表明：在高斯型重复脉冲激光辐照下,损伤阈值受到脉冲数目、宽度、重复频率以及脉冲激光光斑半径的影响,多数情况下K9玻璃会发生热应力损伤.     

Ag掺杂对高重复频率飞秒激光诱导Gd2O3-MoO3-B2O3玻璃析晶

将800nm高重复频率250 kHz的飞秒激光分别聚焦到掺Ag和没有掺Ag的Gd2O3-MoO3- B2O3玻璃表面,研究掺Ag对飞秒激光诱导析晶的影响。对激光辐照的区域显微拉曼分析发现对于没掺Ag玻璃,诱导玻璃析晶需要的激光功率和辐照时间比掺了Ag的玻璃要大要长,这说明Ag的掺入促进了玻璃的析晶。其机理可能为飞秒激光的多光子吸收效应,导致玻璃基质中桥氧键断裂,产生非桥氧空穴和自由电子,玻璃中的Ag离子捕获电离出来的电子被还原成Ag原子,Ag原子在热动力的驱动下移动聚集形成银纳米颗粒,形成的银纳米团簇作为核促进了钼酸盐玻璃的析晶。     

掺镱氟铅硅酸盐玻璃光谱性质研究

采用高温熔融法制备了组成为(80-x)SiO2·xPbO·(17~19)( R2O+RF) ·(1~3)Yb2O3（R=Li、Na、K）（mol%）的掺镱氟铅硅酸盐玻璃,测量了样品的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,利用McCumber理论计算了该玻璃系统中Yb3+离子2F5/2→2F7/2能级跃迁受激发射截面.结果表明,该玻璃在1 013 nm处的σemi为0.21×10－20 cm2,荧光有效线宽为94.8 nm,荧光寿命为2.36 ms.激光性能评价结果表明,该玻璃是实现大能量超短脉冲激光的理想材料.     

钕玻璃片状放大器玻璃腔的概念设计

针对片状放大器片腔的洁净度问题,提出一种钕玻璃片状放大器玻璃腔的设计方案.选用滤紫外石英玻璃作为主框架的材料,对玻璃腔的结构和密封方案进行设计,并利用玻璃腔外表面镀金属材料的方式进行遮光.采用神光Ⅱ升级主放和100片状放大器进行不同腔体的洁净度对比试验,结果表明玻璃腔的洁净度较不锈钢腔提高了近70%.运用光学高级系统分析程序对玻璃腔进行光线追迹,其钕玻璃泵浦比例提高了8.84%.该方案不仅能减少腔内气溶胶的产生,还能提高钕玻璃泵浦比例.     

飞秒激光诱导Li2O-Nb2O5-SiO2玻璃析晶拉曼谱研究

通过使用波长 800nm、重复频率 250kHz的飞秒激光脉冲聚焦进Li2O-Nb2O5-SiO2组分的玻璃内部,空间选择性诱导出铌酸锂微晶.为了进一步地研究辐照区域晶体的生长机制,使用显微拉曼光谱仪分析了玻璃样品辐照区域不同位置的结构变化.研究表明,在飞秒激光辐照一段时间后的聚焦区域,由于非线性效应和热累积效应形成了一个高温辐射梯度场,在激光辐照中心区域超过玻璃的析晶温度而促使玻璃熔融析晶.     

高能、超短脉冲、可调谐激光器用掺镱氟磷酸盐玻璃研究进展

Yb^3 与其它稀土离子相比有最简单的能级结构，这使它具有一些独特的性质，如避免激发态吸收，消除上转换和浓度猝灭等，因此它是高能输出激光器介质的理想掺杂离子。氟磷玻璃综合了氟化物玻璃和磷酸盐玻璃的优点，可降低磷酸盐的声子能量，改善其易吸湿性；提高氟化物玻璃的物理化学性能等，这使它成为稀土掺杂可调谐光纤激光器的很好的掺杂介质。众多研究表明，Yb^3 掺杂氟磷玻璃是一种很有前途的激光工作物质。本文总结了Yb^3 掺杂氟磷玻璃的特点，性质，结构及存在的问题。     

Intense 2.7 μm and broadband 2.0 μm emission from diode-pumped Er3+/Tm3+/Ho(3+)-doped fluorophosphate glass

This Letter reports intense emission at 2.7 μm and broadband emission at 2.0 μm from Er(3+)/Tm(3+)/Ho(3+)-doped fluorophosphate glass. The fluorescence characteristics and energy transfer upon excitation of a conventional 980 nm laser diode are investigated. Based on the fluorescence spectra and lifetime measurement, the effect of Tm(3+) and Ho(3+) ions on intense 2.7 μm emission in fluorophosphate glass is demonstrated. It is also found that the effective bandwidth of 2.0 μm emission due to Tm(3+) and Ho(3+) ions can reach as high as 196 nm. These results indicate that the advantageous spectroscopic characteristics of Er(3+)/Tm(3+)/Ho(3+) triply doped fluorophosphate glass together with the outstanding thermal properties may become an attractive host for the mid-IR solid state lasers.     

碱金属和碱土金属氟化物对掺Er3+氟磷酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了碱金属和碱土金属离子修饰的掺Er^３＋氟磷酸盐玻璃的光谱性质，讨论 了碱金属和碱土金属对铒氟磷玻璃的吸收和发射截面、荧光半高宽，Judd-Ofelt强度参数和 上转换发光强度等光谱性质的影响，并与一些传统氧化物玻璃系统进行了比较.研究表明碱 金属K^＋和碱土金属Sr^２＋掺杂高的玻璃更适宜用作光放大器基质. 含12mol％K^＋的氟磷玻璃展现出7.83×10^-21cm^２的高 发射截面和最小的荧光上转换强度；含23mol％Sr^２＋的氟磷玻璃则有7.58×10 ^-21cm^２的高发射截面、65nm的荧光半高宽及8.6ms的长的上能级荧 光寿命. 关键词： 氟磷酸盐玻璃 光谱性质 Judd-Ofelt参数 光学放大器     

Yb3+:Er3+共掺氟磷酸盐玻璃的发光和激光性能

稀土掺杂氟磷酸盐玻璃是可以满足波分复用系统及超短脉冲系统对带宽和平坦增益要求的激光材料之一。研究了其中一种增益带宽宽,发光谱线平坦的镱铒共掺氟磷酸盐玻璃,其计算半峰全宽为51nm。对反映宽带性能的有效增益截面的研究表明,该镱铒共掺氟磷酸盐玻璃在1530～1580nm之间有一平坦的有效增益截面谱线,证明其宽带特性明显优于掺铒磷酸盐玻璃。对Yb^3 离子敏化效率的研究显示,在镱铒比为10：1时,Er^3 离子的吸收截面和发射截面达最大值,分别为0．6601pm^2和0．7325pm^2,表明此比值下Yb^3 对Er^3 的能量传递效率最高。实验结果显示Yb：Er氟磷酸盐玻璃可用作带宽宽,增益平坦,可实现高能输出的激光器和光纤放大器的基质玻璃材料。     

Mid-infrared luminescence and energy transfer of Dy3+/Tm3+ doped fluorophosphate glass

This work reports the observation of emissions at 2.9 μm, 1.8 μm and 1.47 μm from Dy³⁺/Tm³⁺ codoped fluorophosphate glass upon excitation of a conventional 800 nm laser diode. Judd–Ofelt intensity parameters and radiative properties of Dy³⁺ ions in present glasses were calculated using the Judd–Ofelt theory. The mechanism and microparameters of energy transfer processes were investigated based on photoluminescence performance and lifetime measurements. The Dy³⁺/Tm³⁺ codoped fluorophosphate glass possessing advantageous spectroscopic characteristics as well as excellent thermal stability is a promising candidate for an efficient 2.9 μm laser.     

大口径高性能激光钕玻璃研究进展

 在概述国内外高功率激光钕玻璃的发展及其主要性质的基础上,重点论述了上海光学精密机械研究所在大口径N31高功率激光钕玻璃半连续熔炼工艺、连续熔炼工艺、包边工艺等方面的研究进展。报道了半连续熔炼工艺制备的不同Nd₂O₃浓度N31钕玻璃的光吸收损耗和荧光寿命及小信号增益系数,并给出了这些钕玻璃坯片小信号增益系数的波动范围。通过对半连续熔炼和连续熔炼工艺制备的N31激光钕玻璃主要性能的比较,证明连续熔炼工艺制备的N31钕玻璃的主要性能指标与半连续熔炼的性能相当。对于400 mm大口径N31钕玻璃坯片的包边进行了模拟考核,结果表明,采用现有包边工艺的钕玻璃可以承受1 000次高功率氙灯辐射。     

Spectroscopic properties of Er/Yb codoped fluorophosphate glasses

Er³⁺/Yb³⁺ codoped fluorophosphate glasses were prepared and their thermal stabilities, Raman spectra, absorption spectra, and fluorescence spectra were measured. It is found that proper content of NaF or PbF₂ is helpful for the increase of stability against crystallization. The variation of Al(PO₃)₃ or NaF content in the composition affects not the maximum phonon energy but the phonon density. The introduction of PbF₂ decreases the phonon energy slightly. Intense green and red upconversion luminescence was observed for the fluorophosphate glass with low phosphate content. A glass matrix for upconversion luminescence requiring neither expensive raw material nor special atmospheric conditioned preparation is provided. Infrared luminescence around 1530 nm was researched. Fluorophosphate glasses with bandwidth properties and stimulated-emission cross sections better than tellurite, germanate and silicate glasses are obtained. Through the introduction of NaF, the bandwidth properties are decreased. Through the introduction of PbF₂ the gain properties are increased. On the whole, it is difficult to obtain a material with the best gain properties and bandwidth properties simultaneously. There should be a compromise between them according to the demand.     

Micromachining soda-lime glass by femtosecond laser pulses

The physical process of forming a modified region in soda-lime glass was investigated using 1 kHz intense femtosecond laser pulses from a Ti: sapphire laser at 775 nm. Through the modifications induced by the femtosecond laser radiation using selective chemical etching techniques, we fabricated reproducible and defined microstructures and further studied their morphologies and etching properties. Moreover, a possible physical mechanism for the femtosecond laser modification in soda-lime glass was proposed.     

Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性

研究了Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参量Ωｔ (ｔ=2,4,6)，计算了Er3+离子的辐射跃迁几率，荧光支效率和自发辐射几率等光谱参量。 经荧光谱测试发现掺Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的荧光半高宽可达63nm ，应用McCumber理论计算了1.53μｍ处的受激发射截面，可达6.85×10-21 cm2。