铬、钕双掺钆镓石榴石(Cr~(4+),Nd~(3+))∶Gd_3Ga_5O_(12)激光晶体光学性能的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr4+,Nd3+∶GGG)自调Q激光晶体。报道了室温下的吸收光谱和荧光光谱特性。分析了Cr离子浓度对光谱性质的影响。比较了Cr4+∶GGG,Nd3+∶GGG和(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体吸收光谱的关系。测量了(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体和Nd3+∶GGG晶体的荧光寿命,它们分别是33μs和250μs。实验表明,(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体是一种非常有潜力的自调Q激光晶体,可以实现大功率激光器的小型化和全固态化。     

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~(4+),Nd~(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷。研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808nm处的吸收截面为4.27×10-20cm2,1064nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20cm2和206μs。由Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测。Cr,Nd∶YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料。     

太阳光抽运固体激光工作物质的研究

探讨了适合太阳光抽运的固体激光器工作物质的选择方法,并分析了几种备选工作物质的性质。用Matlab对太阳光谱的现有数据进行了三次样条插值运算,建立了太阳光谱的局部精细离散化模型,并结合红宝石、Nd∶YAG、Yb∶YAG、Nd∶YVO4、Cr∶Nd∶GSGG、掺Nd3 的光学陶瓷和掺Yb3 的石英光纤等激光介质的吸收光谱,进行了太阳光谱与激光介质吸收谱的匹配分析。得出各激光介质所吸收的能量占太阳常量的百分比分别为24.51%,15.98%,2.35%,6.46%,43.91%,15.98%,7.63%。并在一定假设条件下,计算了各介质的阈值抽运功率体密度。综合以上激光介质的材料热特性,选取对太阳光吸收较多,阈值低且热特性好的Nd∶YAG,掺Nd3 光学陶瓷,Cr∶Nd∶GSGG为较适合的太阳光抽运激光工作物质。     

激光、激光技术 激光工作物质

TN2442006053962Nd∶LuVO4晶体的喇曼光谱研究=Raman spectrainvesti-gation of Nd∶LuVO4crystal[刊,中]/冉栋刚(山东大学物理与微电子学院.山东,济南(250100)),夏海瑞//光散射学报.—2006,18(2).—139-146采用不同的几何配置测量了Nd∶LuVO4晶体的室温喇曼光谱,根据群论对称性分类计算了该晶体的红外和喇曼活性振动模并与实验结果做了比较,指认了测定的特征谱线。测量并分析了Nd∶LuVO4晶体A1g全对称类的高温喇曼光谱,讨论了喇曼频移随温度变化的关系,认为晶体的热膨胀是引起喇曼频移变化的主要原因。图6表3参11(杨妹清)TN244200…     

太阳光泵浦Cr,Nd:YAG透明陶瓷的光谱特性和激光参数

太阳光泵浦激光器可将太阳光直接转化为激光,在空间太阳能发电站、深海等领域有着极大的应用前景,而Cr,Nd∶YAG是一种很有潜力的太阳光泵浦激光介质。本文以高纯Y_2O_3、α-Al_2O_3、Nd_2O_3、Cr_2O_3粉体作为原料,采用固相反应法结合真空烧结技术制备了高光学质量的0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG透明陶瓷,并研究了其光谱特性和激光参数。根据太阳辐照光谱和Cr,Nd∶YAG陶瓷的吸收和发射光谱,计算了不同条件下Cr,Nd∶YAG陶瓷激光器的泵浦率、阈值太阳聚光比、有效发射截面、饱和光强和阈值输入功率等激光参数。研究发现0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG陶瓷(厚度为1.0 mm)在370 nm和1 064 nm处的直线透过率分别为81.5%和84.0%,晶胞密度为4.57 g/cm~3,光学散射损耗为1.4%cm~(-1),吸收带内的太阳辐照度约是太阳常数的42%。上述研究结果表明Cr,Nd∶YAG陶瓷是理想的太阳光泵浦激光介质,可通过优化聚光系统、泵浦方式和陶瓷尺寸获得高功率激光输出。     

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。     

未来激光探潜和对潜通信技术的发展

潜艇是现代军事力量的重要组成部分 ,对潜通信及潜艇探测是世界各军事强国正在研究的一个重要的 ,但又未完全解决的问题。在光源方面 ,美国的该项研究经历了倍频Nd∶YAG激光器、XeCL和HgBr喇曼频移激光器阶段 ,目前正在进行LD泵浦LiSAF类激光器的研究 ,中国的此项研究还停留在闪光灯泵浦的倍频Nd∶YAG激光器阶段。 90年代出现的Cr3 +∶LiSAF激光器及其倍频“海军蓝”激光极有希望成为新一代水下应用激光器 ,其 45 7 5nm波长是水下应用的最佳波长。经过改进的Cr3 +∶LiSGaF晶体更是保持了Cr3 +∶LiSAF的优点 ,克服了其热特性差的缺点。Cr3 +∶LiS GaF的另一个优点是可以用红光LD泵浦 ,可制成全固态高效紧凑的激光系统 ,易于达到军用要求     

Cr4+,Nd3+:YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷.研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,O.1%Cr,1.0%Nd:YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808 nm处的吸收截面为4.27×10-20 cm2,1 064 nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20 cm2和206μs.由Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测.Cr,Nd:YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料.     

Nd,Cr∶GSGG激光棒在应用方面的研究

实验通过对Nd,Cr∶GSGG激光棒在不同电压和泵浦脉冲宽度的条件下静态激光的输出能量及效率的分析。显示出Nd,Cr∶GSGG晶体拥有比YAG晶体更好的热力学性质,以及更高的转换效率。证明了它将在大功率激光器领域得到更广泛的应用。     

新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析

对影响LD泵浦的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG激光器输出特性的增益介质长度、腔内损耗、输出镜透过率、泵浦光和振荡光的光斑大小进行了分析和数值模拟。当腔内固有损耗为2%,输出镜透过率为10%时,Nd∶Gd-VO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体的振荡阈值分别为1.77W、0.55W和3.34W。在25W泵浦功率下,利用1mm长的Nd∶GdVO4,Nd∶YVO4和Nd∶YAG晶体可分别得到13.17W,13.26W和8.43W的输出功率,相应的输出镜最佳透过率分别为24%,44%和16%。     

飞秒脉冲激光沉积钕掺杂薄膜特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上生长了Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学掺量振荡器(OPO)以及光栅光谱仪等测试装置分析了薄膜的表面和断面结构形貌、组成成分、光学吸收谱以及光致发光谱。结果表明：在室温衬底温度下生长的Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜均呈无规则非定型结构,没有明显的取向性微晶生长;PLD生长的Nd∶YAG薄膜中存在0.15 at.%化学计量比的Nd元素;Nd∶YAG块体靶材在750和808 nm有两个明显的吸收峰,而薄膜没有明显的吸收峰;Nd∶YAG薄膜在808 nm波长泵浦光下没有明显的光致发光谱峰,而Nd∶Glass薄膜在877和1 064 nm波长处有明显的光致发光谱峰。说明在室温衬底温度下生长的Nd∶Glass薄膜中Nd元素以Nd3+光学活性离子形式掺杂进玻璃基质中,而Nd∶YAG薄膜中的Nd元素没有以Nd3+光学活性离子形式掺杂进YAG基质中。     

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∶GdVO4激光器。获得的理论结果与实验结果大致相符。     

激光、激光技术 激光工作物质

TN244 2006031979LiNbO3∶Cr∶ZnO晶体生长和光谱特性的研究=Studyon growth and spectral characteristics of Li NbO3∶Cr∶ZnOcrystal[刊,中]/游振宇(中科院福建物质结构研究所.福建,福州(350002)) ,涂朝阳…∥光谱学与光谱分析.—2006 ,26(1) .—1-5采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为φ20 mm×50 mm的优质Li NbO3∶Cr∶ZnO(CZLN)晶体,其光学均匀度为7 .59(10-5)。进行了吸收和荧光光谱的测定研究。给出了吸收谱测试、荧光测试结果,计算了晶场强度和Racah参数。研究表明,CZLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要…     

激光器件 固体激光器

TN248.12006010091Cr4 ∶YAG固体激光器的频率稳定性分析=Frequencystability analysis of solid-state Cr4 ∶YAGlaser[刊,中]/余先伦(重庆三峡学院电子工程系.重庆(404000)),杨伯君…∥光通信研究.—2005(4).—64-67从反映Cr4 ∶YAG固体激光器的频率特性的方程出发,定量分析了激光器工作的环境温度、大气及湿度等因素的变化对激光器的频率波动的影响,提出可采用Pound-Drever系统对Cr4 ∶YAG激光器进行主动稳频。图4参5(于晓光)TN248.12006010092新型全固态激光器作用过程中的激光参数分析=Analysisand comparison of laser osci…     

外延单片式激光二极管抽运被动调Q微激光器

基于液相外延工艺,实现了一种结构新颖的单片式被动调Q微片激光器。采用了在激光介质Nd3 ∶YAG表面直接液相外延生长一层具有饱和吸收特性的Cr4 ∶YAG膜的微谐振腔的结构,由于是同质外延生长过程,能够确保饱和吸收体与增益介质间(Nd3 ∶YAG/Cr4 ∶YAG)良好的界面特性。采用光纤耦合激光二极管,在激光二极管输出为1W的抽运条件下,实现了峰值功率近千瓦、稳定重复频率在4kHz以上、脉宽1.8ns、TEM00单横模式、波长1.064μm的调Q脉冲序列输出。在对新型单片式微激光器的性能报道的基础上,阐述了外延单片式结构及其相应工艺的潜在优势。     

不同助烧剂对Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体烧结活性的影响

采用氨水共沉淀法制备了Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体,并在其中分别加入助烧剂SiO2和CaCO3。利用XRD、SEM及荧光光谱分析了不同助烧剂对Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体烧结活性的影响。XRD测试结果表明,助烧剂SiO2和CaCO3不能促进Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体的结晶。SEM照片观察发现,SiO2的助烧效果较好,能促进Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体的烧结,增加了前驱粉体的烧结活性,并且通过荧光光谱分析发现,助烧剂不改变Nd3+的4F3/2—4I11/2荧光发射。     

激光器件 固体激光器

TN248.1 2006042963大功率准连续Nd∶YAG陶瓷激光器研究=High-powerquasi-continuous-wave Nd∶YAGceramic laser[刊,中]/纪江华(中科院上海光机所.上海(201800)) ,漆云凤…∥光学学报.—2006 ,26(3) .—415-418采用侧面环绕均匀排布的紧凑型抽运结构,实现了激光二极管阵列侧向抽运Nd∶YAG陶瓷激光器高效率激光输出。理论计算得到谐振腔输出镜的最佳输出耦合透射率为22 .2 %,并在输出耦合镜透射率为22 %的条件下,用掺杂原子数分数为1 %,尺寸为φ5 mm×75 mm的Nd∶YAG陶瓷棒,获得了平均功率大于230 W的准连续1064nm激光输出,其光-光…     

Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)和Nd3+,Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)激光晶体的光谱特性

本文分析了Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)的荧光谱和吸收谱,测算到Cr3+离子在4T2g-2Eg的能级间距为ΔE≈70cm-1,晶场强度Dq/B=2.50.说明由于GGGa(Ca,Mg,Zr)晶格扩大减弱了晶场,可望实现Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)室温下的调谐及Nd3+:Cr3+:GGG(Ca,Mg,Zr)中Cr3+→Nd3+能量的转移.最后从理论上阐明了Cr3+在晶体GGG(Ca,Mg,Zr)中的能级结构.     

激光、激光技术 激光器件 固体激光器

TN248.1 2006031983LD抽运Nd∶GdVO41 .34μm激光器及其倍频特性=LD-pumped Nd∶GdVO41 .34μmlaser and its harmonic gen-eration[刊,中]/彭倩倩(山东师范大学物理与电子科学学院.山东,济南(250014)) ,杨峰…∥光电工程.—2006 ,33(2) .—50-53采用直线腔激光二极管(LD)抽运Nd∶GdVO4晶体1 .34μm激光器。在泵浦功率为8 W的情况下,获得连续波输出为1 .91 W。激光器光-光转换效率为23 .9 %,斜效率为29 .1 %。采用声光调Q,重复频率为10 kHz时,得到最短脉宽、最大单脉冲能量分别为78 ns和20 .1μJ ,最大平均输出功率为253 mW。采…