Cr,Ca：YAG晶体中四价Cr^4＋中心的晶场特性

综合分析了铬钙离子共掺钇铝石榴石晶体可见光－近红外区的室温吸收光谱,其中四配位和六配位的四价Ｃｒ＾２＋离子光谱成分是共存的,拟合得到的晶场参数符合光谱学的理论和实验规律,并且这两类Ｃｒ＾４＋中心的晶声性质均受到晶体中二价补偿离子Ｃａ＾２＋的影响。     

液相外延生长Cr,Ca∶YAG晶体的光谱特性

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr ,Ca∶YAG晶体外延层 ,给出了Cr,Ca∶YAG晶体外延层在 5 0 0nm～ 15 0 0nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明 ,由外延方法获得的Cr,Ca∶YAG晶体吸收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同 ,但发现在 75 0nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格位的Cr5+ ,可以归属到电偶极容许的2 B1(2 E)→2 B2 (2 T2 )跃迁。     

液相外延生长Cr,Ca：YAG晶体的光谱特征

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr,Ca:YAG晶体外延层，给出了Cr,Ca:YAG晶体外延层在500nm-150nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明，由外延方法获得的Cr,Ca:YAG晶体娟收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同，但发现在750nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格拉的Cr^5 ，可以归属到电偶极容许的^1B1(^2E)→^2B2(^2T2）跃迁。     

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     

Cr，Tm∶YAG晶体中的能量转移

通过对Ｃｒ∶ＹＡＧ、Ｔｍ∶ＹＡＧ和Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体吸收光谱和发射光谱的比较，研究了Ｃｒ，Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体中的能量转移过程．指出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移过程中，无辐射能量转移占绝对优势．     

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。     

Cr4+∶YAG晶体的激发态吸收研究

对Cr4 + ∶YAG晶体作为 10 6 4nm激光的可饱和吸收体进行了研究。利用速率方程 ,描述了强激光下晶体的激发态吸收 (ESA)的动力学过程。用实验验证了所导出的光强与透过率的理论曲线 ,并因此论证了可以利用晶体的激发态吸收进行激光调Q ,并对其进行优化。     

Tm∶YAG晶体的光谱及激光特性研究

测试了Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体的室温吸收光谱和荧光光谱，计算了各吸收谱线的振子强度，并根据Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论计算了Ｔｍ∶ＹＡＧ晶体的荧光跃迁截面和荧光寿命。用红宝石激光泵浦时，获得了波长２．０１μｍ、能量４０ｍＪ的激光脉冲。     

Cr4+∶YAG能级结构的全量子力学计算

采用基于分子轨道理论CIS(Configuration Interaction of Singly Substitution)的全量子力学方法计算了掺杂Ca和Cr离子的YAG晶体中[CrO4]4-团簇离子的能级结构.结果给出了Cr4+团簇20个谱项能级随Cr-O键距的变化,对比表明在间距为173pm时,能级结构在可见光及近红外范围的主要光谱特征与实验结果符合得较好.     

LD泵浦Nd∶LuVO4/Cr4+∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体，利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件，实现了1.06 μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1 W时，获得最高平均输出功率为4.58 W，脉冲宽度为84 ns，单脉冲能量为36.6 μJ以及峰值功率为436.2 W的激光脉冲.     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4+∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4+∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4+∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4+∶YAG固体激光器的本征效率.     

Cr4+∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr4 ∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr4 ∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr4 ∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr4 ∶YAG固体激光器的本征效率.     

Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级

由激发光谱及荧光光谱的测量,运用Tanabe-Sugano能量矩阵计算了Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级.     

YAG晶体中Cr4+和Yb3+的光谱和荧光特性研究

报道了（Ｃｒ＾４＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ晶体的吸收光谱和荧光光谱特性。在室温下,（Ｃｒ＾４＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ晶体在９３７ｎｍ和９６８ｎｍ处存在两个吸收带,能与ＩｎＧａＡｓ激光二级管有效耦合：而且在１０３０ｎｍ处有一Ｃｒ＾４＋吸收峰,可以实现对Ｙｂ＾３＋的自调Ｑ激光输出。（Ｃｒ＾＋,Ｙｂ＾３＋）：ＹＡＧ 荧光光谱与Ｙｂ＾３＋：ＹＡＧ晶体一样,发光中心也是位于１０２９ｎｍ,但其强度比Ｙｂ＾３＋：     

Cr,Ca∶YAG的液相外延生长

报道了可饱和吸收体Cr4+∶YAG的液相外延生长 ,对双掺杂Cr ,Ca∶YAG外延层的吸收特性进行了分析。通过对Cr离子掺杂浓度以及外延层厚度的控制 ,λ =1.0 6 4μm的饱和与非饱和透过率差ΔT可以在 5 %～ 30 %的范围内进行调节 ,满足单片式被动调Q微晶片激光器对饱和吸收体的设计要求。分析结果同时表明外延Cr,Ca∶YAG层中还有Cr5+离子的存在     

Yb∶YAG晶体的荧光特性研究

测量了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命 研究了色心对Yb∶YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响 结果表明 ,只有当Yb的掺杂浓度大于 10at.%时 ,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用     

Yb∶YAG晶体的荧光特性研究

测量了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.研究了色心对Yb∶YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响.结果表明,只有当Yb的掺杂浓度大于10 at.%时,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用.     

Yb∶YAG晶体的红外闪烁特性

用脉冲电子束激发测量了不同Yb3+掺杂浓度的Yb∶YAG晶体的红外(IR)闪烁发光性能。Yb∶YAG晶体的IR闪烁发光具有高的光产额和长的衰减时间,但存在浓度猝灭效应和温度依赖关系。Yb∶YAG晶体的IR闪烁性能还与晶体品质有关,相同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体,品质优异的会获得更高的光产额。这一初步的研究成果表明,部分掺Yb3+晶体有可能用于医学成像装置。     

LD抽运Cr4+∶YAG高重复率被动调Q Nd∶YVO4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体，实现连续激光二极管（LD）端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q.在注入抽运功率为8.8 W时，得到重复频率23.8 kHz、平均功率1.21 W的调Q脉冲序列；每个脉冲能量为51 μJ、脉宽为25 ns、峰值功率达到2.03 kW.实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系.实验结果表明，当抽运功率较大时，脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小，对此进行了合理的理论解释.     

YAG∶Cr3+ 晶体精细光谱结构研究

采用不同的晶体畸变模型，利用CDM(complete diagonalization method)方法对YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量进行了系统研究.通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下，对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况，不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构，而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感，因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的.同时结果表明，Cr3+ 离子进入YAG晶体后，产生了Δθ=1.88°的三角畸变.从而成功统一地解释了YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量和精细光谱结构.