掺Nd3+激光玻璃的激光窄线选择激发

本文利用可调谐脉冲染料激光器的窄线输出,在低温和室温下,激发掺钕碲、锗、硅、磷酸盐玻璃和氟铍玻璃的⁴I_9/2→⁴G_5/2(²G_7/2)不均匀增宽吸收带。观测了荧光衰减对激发波长的关系,从而研究在不同玻璃基质中,处于不同格位的Nd³⁺离子的衰减特性以及他们之间的相互作用情况。 关键词：     

Nd~(3+)/Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性研究

以970 nm和808 nm半导体激光器作为抽运源,从光纤长度和抽运功率两个方面,探讨了Nd~(3+)/Yb~(3+)摩尔浓度比约为4:1的共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性.在970 nm抽运下,光纤光谱以Yb~(3+)离子的发光为主,但Yb~(3+)→Nd~(3+)能量传递会对光纤光谱(激光和受激放大自发辐射)产生调制作用,调制作用随970 nm抽运功率或光纤长度的增加而显著,甚至出现显著的双波长激光现象.尽管玻璃样品中Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量传递效率ηNd→Yb高达64%,但在808 nm抽运下,激光峰始终在1053 nm附近产生,且与808 nm抽运功率大小和光纤长度无关.为解释这一现象,推导了考虑Nd~(3+)离子受激辐射的能量传递模型.从理论模型来看,Nd~(3+)→Yb~(3+)能量传递作用随Nd~(3+)离子受激辐射信号光强度的增加而迅速减弱,这与该光纤实际测试的荧光光谱随808 nm抽运功率的变化规律相符合.因此,当采用Nd~(3+)离子来敏化Yb~(3+)离子时,需要考虑Nd~(3+)离子的受激辐射对Nd~(3+)→Yb~(3+)能量传递的抑制作用.     

YAlO_3:Nd~(3 )的吸收光谱

从0.33—5.7μm的波长范围内系统地测定了温度为10K、90K和30OK时YAlO_3:Nd~(3 )的吸收光谱,定出Nd~(3 )在晶体场作用下的斯塔克(Stark)子能级。并在10K到663K的温度范围内,观察了部分光谱线的温度效应,得到一些有意义的结果。     

YAIO_3:Nd~(3+)的激光感生荧光

首次用Ar~+激光5145(在300K和90K下)和用染料激光5891(在300K下)激发YAlO_3:Nd~(3+)的感生荧光,并用Ar~+激光4880A激发了它的~4F~(3/2)→4I~(9/2)跃迁的荧光(在300K和90K下)。观察到在300K和90K下荧光相对强度的比值关系I_(R1→Z1)/I_(R2→Z1)的反转     

Nd~(3+):YAG激光的光纤传输

首先叙述了光纤传输Nd~(3+): YAG激光的优点,接着分析了不同光纤和其传输Nd~(3+): YAG激光的特点。然后通过对光纤传输系统各部分的分析与设计,结合实际,设计了光纤耦合机构。最后,对来自于工件反射光问题提出了解决方案。     

单掺Nd~(3+)双波长全固态激光器研究进展

全固态双波长激光器是指单一激光器同时输出两个波段激光,具有结构紧凑、可小型化、工作寿命长、可大能量输出和易于操作的优点,被广泛应用于检测血液中一氧化碳浓度、治疗毛细血管扩张、干涉彩虹全息、倍频产生绿光、和频产生黄光及差频产生太赫兹波等方面。本文对比了多种单掺Nd~(3+)激光晶体的特性,分析了其产生多波长激光的机理和方法,概述了基于单掺Nd~(3+)双波长全固态激光器的研究现状,并展望了这类激光器的发展和应用前景。     

Nd~(3 ):YAG激光器基横模选择的实验研究

阐述了谐振腔与横模选择的原理、分析选横模的方法,研究了如何在YAG脉冲激光器上抑制高阶模.从而得到波长为1.06μm的单一基模激光束输出,并通过实验验证倾斜反射镜选模的效果.     

掺Yb3+激光玻璃光谱特性研究

采用高温熔融工艺制备了Yb3 掺杂激光玻璃.测试了玻璃的吸收光谱和发射光谱,计算了Yb3 的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命等参数.玻璃光谱曲线表明:吸收主峰位于975.35 nm,在900～962 nm范围内有一较为弥散的吸收次峰,中心波长为939.17nm;荧光主峰位于977.15 nm,荧光次峰位于997.42 m;随着样品厚度的增加,荧光次峰强度和荧光主峰强度在增大,荧光次峰波长和荧光主峰波长向长波方向移动;荧光有效线宽从34.64 nm增大到54.50 nm;荧光寿命由1.04 ms减小为1.00 ms.     

掺Er~(3+)离子玻璃作为室温激光工作物质的分析

本文计算了玻璃中Er~(3+)离子的受激发射截面、量子效率,分析了其泵浦特性,估计了掺Er~(3+)离子玻璃得到激光振荡的能力,确定出合适的基质玻璃系统。     

Spectroscope studies of YAlO_3: (Lu~(3 )Nd~(3 ))

An increase of the Nd~(3 ) doping concentration and an enhancement of the laser induced fluorescence in the single crystal of YAlO_3: (Lu~(3 ), Nd~(3 )) have been observed and are attributed to the size compensation effect. The low temperature (4.2K) fluorescence spectra indicate that the structure of the sharp lines arising from the radiative transitions of Nd~(3 ) ions is not changed by the existence of Lu~(3 ) ions, but the emission lines are inhomogeneously more broadened. Besides, it has been observed that the fluorescence due to the radiative transition from the Stark's sublevel R_2 of the metastable level ~4F_(3/2) to the sublevels Y_1 of the manifold ~4I_(11/2) decreases with decreasing temperature and the fluorescence arising from the transitions R_1→Y_1 is relatively increased. The experimental fact is qualitatively interpreted.     

不同激发波长下Ce~(3+)-Tb~(3+)-Sm~(3+)共掺白光玻璃的发光性能

本文采用高温熔融技术制备了Ce3+-Tb3+-Sm3+三种离子共掺杂的硼硅酸盐透明玻璃.测试了紫外LED激发下Ce3+离子、Tb3+离子及Sm3+离子单掺与共掺样品的激发光谱及荧光光谱,通过对单掺及共掺样品荧光寿命的测试研究了Ce3+离子、Tb3+离子及Sm3+离子在玻璃基质中的能量传递机理.通过调整紫外LED灯的激发波长调整发光样品所发射光谱的色度坐标、显色指数及色温,得到适合人类生活、学习、工作的白光发光.     

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。     

YAlO_3:Nd~(3+)的XEOL

首次用X射线激发YALO_3:Nd~(3+)的光致发光(X-ray excited optical luminescence, XEOL),观察到在液氮温度(LNT)和室温(RT)下的一系列荧光谱,指认了这些谱线,并从此定出了一些新的高斯塔克能级。     

掺镱硼酸盐激光玻璃的光谱性质

测试了掺镱硼酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱;计算了掺镱硼酸盐玻璃光谱参数;计论了网络修饰体种类、Ｂ２Ｏ３含量和高价离子Ｌａ＾３＋、Ｔｉ＾４＋、Ｎｂ＾５＋、Ｔａ＾５＋氧化物的引入对掺镱硼酸盐玻璃光谱性质的影响,通过两种不同的方法对其受激发射截面进行计算,对结果进行了比较和分析。     

掺钕磷酸盐激光玻璃的光谱特性

掺钕激光玻璃广泛应用于核聚变、高功率激光放大器和光纤激光器等领域。磷酸盐玻璃热膨胀系数高、热稳定性和化学稳定性差、热机械强度低。通过改变玻璃组分,即添加Al2O3和F2,并改进制备工艺来降低热膨胀系数,除去铂和分子水。测量了磷酸盐玻璃中Nd3+离子的荧光光谱、吸收光谱及玻璃的热膨胀系数。根据吸收光谱计算掺钕磷酸盐激光玻璃的光谱参数。通过对掺钕磷酸盐玻璃的热膨胀系数的实际测量和计算,分析了玻璃的热稳定性。结果表明,在基质玻璃中引入Al2O3使激光玻璃的热膨胀系数可降低到α=38.75×10-7/℃,引入F2既达到了除水的目的又降低了玻璃的声子能量,提高了荧光发射的量子效率,并优化了光谱性能,拓展了掺钕磷酸盐激光玻璃的应用范围。     

磷酸盐玻璃中Yb~(3+)和Nd~(3+)之间的声子参助能量转移

本文中报道了磷酸盐玻璃中Nd~(3+),Yb~(3+)的时间分辨谱和激发能量的转移。通过实验确定了在不同温度下的转移速率。证实了Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量转移机构为从~4F_(3/2)(Nd~(3+))到~2F_(5/2)(Yb~(3+))并同时产生单声子发射的过程;而从Yb~(3+)到Nd~(3+)可能有两种转移途径;一是从~2F_(5/2)(Yb~(3+))到~4F_(3/2)(Nd~(3+))同时吸收一个声子,另一是从~2F_(3/2)(Yb~(3+))到~4I_(13/2)(Nd~(3+)),同时产生四声子发射的过程。因此Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移速率强烈地依赖于温度。室温下,Nd~(3+)→Yb~(3+)和Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移时间分别为～197μs和13ms,转移效率分别为47％和8％。当600K时,Yb~(3+)→Nd~(3+)的转移效率可增加到37％,转移时间缩短为2ms。     

Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃(LGS-L)波导放大器设计

就作者自行研制的Er3 + Yb3 + 共掺磷酸盐玻璃 (LGS L) ,用重叠积分方法进行放大器设计。在Er3 + 、Yb3 + 掺杂浓度分别为 1.5 1× 10 2 6ions/m3 、19.1× 10 2 6ions/m3 的情况下可获得 2 .6dB/cm的增益 ;Er3 + 掺杂浓度为2× 10 2 6ions/m3 时 ,在 4cm的器件上可获得超过 15dB的增益。此外 ,讨论了信号光和抽运光光场强度的横向分布与Er3 + 、Yb3 + 横向掺杂浓度分布之间的重叠对放大器增益的影响 ,放大器的最佳长度 ,以及在 980nm抽运下 ,Yb3 + 、Er3 + 掺杂浓度比对放大器增益的影响。     

掺Pr~(3+)氟化物玻璃发光特性研究

采用熔融法制备Pr3+掺杂的50Zr F4-50(Ba F2-YF3-Al F3)-x Pr F3氟化物玻璃,系统研究了其在不同激发条件下的光致发光和闪烁发光性能。测试结果表明,Pr3+位于可见波段、属于f→f跃迁(3P0→3H4、3P0→3H6、3P0→3F2等)的光致发光最佳摩尔分数为0.6%,并且随着Pr3+浓度的增加,486 nm处的荧光寿命从56 ms下降到11 ms,浓度猝灭效应明显;而X射线激发时,最佳发光摩尔分数上升到1.0%。Pr3+位于紫外波段的4f→5d跃迁光致发光强度随着Pr3+浓度的增加一直增强。这是由于4f→5d跃迁能级差大,氟化物声子能量较低,而产生交叉弛豫需要很多声子,故难以发生浓度猝灭效应。当采用X射线激发时,检测到较强486 nm的发光,而未探测到紫外发光。     

Fe对掺钕磷酸盐激光玻璃激光性能的影响

在理论分析的基础上,具体讨论了Fe质量分数小于10-4对1 053 nm处光吸收损耗和Nd3+无辐射跃迁几率的影响规律,发现Fe在1 053 nm处的光吸收损耗和Nd3+无辐射跃迁能量转移都与Fe质量分数成平方关系增长, Fe对1 053 nm光吸收的影响较大而Fe与Nd3+之间的能量转移不足50 Hz。这对生产过程中Fe含量的控制有重要指导意义。     

Fe对掺钕磷酸盐激光玻璃激光性能的影响

 在理论分析的基础上,具体讨论了Fe质量分数小于10^-4对1 053 nm处光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁几率的影响规律,发现Fe在1 053 nm处的光吸收损耗和Nd³⁺无辐射跃迁能量转移都与Fe质量分数成平方关系增长, Fe对1 053 nm光吸收的影响较大而Fe与Nd³⁺之间的能量转移不足50 Hz。这对生产过程中Fe含量的控制有重要指导意义。