掺镱氟磷酸钙晶体实现激光连续运转

掺镱类激光晶体由于具有大的受激发射截面和长的上能级寿命 ,近年来被人们普遍看好为未来激光惯性约束核聚变研究所需要的首选激光材料。掺镱的氟磷酸钙 [Yb:Ca5( PO4) 3F,简称 Yb:FAP]晶体的发射截面为 5 .9× 1 0 - 2 0 cm2 ,上能级寿命为 1 .0 8ms,因此特别适合作高能量激光增益介质。最近我们采用中国科学院上海光学精密机械研究所新生长的高质量Yb:FAP晶体 ,首次在国内实现了连续激光输出。实验中采用的晶体尺寸为 5 mm× 5 mm×1 0 mm,Yb离子的实际掺杂的原子数分数为 1 .3%。考虑到 Yb:FAP晶体的吸收特性和发射特性 ,我们在…     

掺镱钼酸锶激光晶体的光谱研究

通过晶体的吸收光谱和荧光光谱研究了Yb3+:SrMoO4激光晶体的光谱性能.由吸收光谱得到晶体在976 nm有最强吸收,该处的吸收截面为1.71×10-20cm2,吸收半峰宽为71 nm.由荧光光谱得到晶体的发射峰在1 021 nm,发射谱带半峰宽为44 nm.由倒易法计算了晶体的发射截面,计算得出晶体在1 021 nm处的发射截面为1.24×10-20cm2.通过拟合荧光寿命衰减曲线得到Yb3+:SrMoO4晶体的荧光寿命为878μs.由光谱数据计算了Yb3+:SrMoO4晶体的激光参数,计算得到饱和泵浦功率密度为4.35 kW/cm2,在激光输出波长处净透过所需要激发粒子的最小分数为10.08%,最小泵浦功率密度为O.44 kW/cm2.Yb3+:SrMoO4晶体具有较大的吸收和发射半峰宽,较长的荧光寿命和较低的激光阈值,可成为一种潜在的LD泵浦激光材料,可能应用于飞秒激光及可调谐激光领域.     

氟磷酸锶晶体Cr4+:YAG被动调Q激光特性研究

采用氙灯泵浦,实现了掺钕氟磷酸锶晶体以Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ作为被动调Ｑ元件的１．０５９μｍ激光运转,测量了Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ 同小爱过率及不同泵浦能量上激光单脉冲的输出能量、脉冲宽度、重复率,给出了Ｎｄ：Ｓ－ＦＡＰ晶体Ｃｒ＾４＋：ＹＡＧ调Ｑ工作原理的方程组,数值求解该方程组得的理论结果与实验值相符。     

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。     

ICP—AES法同时测定掺质钒酸钙晶体中的钙,钒,钕,镱,锗

本文采用ＩＣＰ－ＡＥＳ法同时测定了掺质Ｃａ３（ＶＯ４）２，晶体中Ｃａ，Ｖ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｇｅ的含量，选择了合适的分析谱线和积分时间，试样用硝酸溶解后直接测定，方法简便，准确，快速，合成试样中各被测元素的回收率为９８％－１０４％，相对标准偏差〈４．０％，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｇｅ的检出限为０．０００２－０．０１８μｇ／ｍＬ。     

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.     

国产30/600μm掺镱光纤实现4.1kW激光输出

采用化学气相沉积结合气相/液相复合掺杂方式制备30/600 μm掺镱双包层光纤,石英纤芯中的掺杂组分为Yb₂O₃, Al₂O₃,P₂O₅。基于976 nm发光二极管反向抽运方式,构建全光纤化的主控振荡器功率放大器结构对增益光纤进行测试。实验中,种子源功率为189 W,当泵浦总功率为4747 W时,激光输出功率为4120 W,放大级光光效率为85%,3 dB带宽为1.6 nm。激光器连续工作1 h,激光功率稳定在4100 W,未发生明显的功率衰退现象。     

镱钠共掺氟化钙锶混晶近红外光谱与激光参数

研究了15％Yb,20％Na:CaF2-SrF2混晶(Yb,Na:CaF2-SrF2,CaF2:SrF2=1:1)的近红外光谱和激光参数特性.研究显示,Yb,Na:CaF2-SrF2混晶在974 nm处吸收带宽为22 nm,吸收系数为13.09 cm-1,吸收截面为0.31×10-20 cm2.Yb3+离子在CaF2-...     

双包层大模场面积保偏掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和溶液掺杂法制备出掺镱石英光纤预制棒,以该预制棒为有源纤芯制备芯区直径约为30μm的双包层保偏掺镱光子晶体光纤.模拟计算得到该保偏光纤的模场面积约232μm2,双折射系数B为5×10-5.利用该光纤分别进行了脉冲激光和连续激光的放大测试实验,在国内首次实现了高效率的飞秒激光放大,2 m长的光子晶体光纤可得到1.64 W的激光输出,激光放大斜率效率为49.8%.同时5 m长的光纤还能够实现8.12 W的连续激光放大输出,斜率效率达到55.9%,具有较高的斜率效率.此外,该光纤消光比约10 dB,具有良好的保偏特性.     

低温下掺镱磷酸盐激光玻璃的光谱和激光特性

根据低温下测得的Yb^3 ：磷酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱。计算了Yb^3 离子在磷酸盐玻璃中的能级结构，并解释了荧光寿命在低温下变化异常的原因。在低温下采用940nm的二极管激光器抽运Yb^3 ：磷酸盐玻璃获得了准连续激光输出，在热力学温度为8K时最大输出功率为2mW，斜率效率为4％，激光中心波长为1000m。     

五磷酸镧镱铒非晶在969nm激光激发下的1.54μm激光和上转换 …

本文了五磷酸镧镱铒ＹＥＬＰＰ非晶的吸收谱,计算了它的基本光谱参数,用半导体激光纵向泵浦方式,同１．５４μｍ微片激光的连续运转,激光输出功率相当稳定,与九十年代初国际上的结果相当;还测量了１．５４μｍ的激光有无振荡时的上转换发光,并且对两者的关系进行了初步的讨论。     

掺镱飞秒激光晶体研究进展

飞秒激光在军事、医学、通讯、加工等领域有着重要应用,已经成为新世纪激光技术领域的研究热点。得益于激光二极管(LD)的快速发展,以LD作为泵浦源成为新型全固态飞秒激光器的发展趋势。Yb^3+离子掺杂的激光晶体材料因其独特的能级结构、宽带吸收与发射等优势,逐渐成为LD直接泵浦并实现1.0μm飞秒激光输出的重要增益介质。详细总结了当前掺Yb^3+飞秒激光晶体的研究进展,分析了目前存在的主要问题,给出了未来飞秒激光晶体发展的两个建议方向:高效率小功率飞秒激光和大功率高能量飞秒激光。以Yb^3+:Sr3Y2(BO3)4晶体为例,详细研究了其晶体生长、光谱、连续与飞秒激光性能,并实现了中心波长在1060 nm处脉宽为116 fs,平均输出功率为1.08 W,光光转换效率为33.1%的高效率飞秒激光输出,表明Yb^3+:Sr3Y2(BO3)4及其同体系晶体是一类优异的高效率飞秒激光材料。     

空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和气相液相混合掺杂技术制备大芯径掺镱石英光纤预制棒, 以此作为有源纤芯制备了纤芯直径约90 μm的掺镱双包层光子晶体光纤, 纤芯组分为镱铝磷共掺.双包层光子晶体光纤的模场面积约1330 μm², 纤芯数值孔径0.065,包层数值孔径0.5.首次实现了国产掺镱光子晶体光纤的高功率高效率激光输出, 1 m长的光子晶体光纤激光器实现102 W 激光输出,斜率效率76%.     

LD泵浦Nd-La共掺和Nd-Sc共掺CaF_2无序晶体的激光性能

对790nm激光二极管泵浦Nd-La共掺和Nd-Sc共掺CaF_2无序晶体激光器的特性进行了研究,比较了掺杂不同浓度La~(3+)和Sc~(3+)的Nd∶CaF_2晶体的吸收光谱和输出激光特性.在5 W泵浦功率下,将0.5at.%Nd~(3+)与5at.%La~(3+)∶CaF_2,0.5at.%Nd~(3+)与3at.%Sc~(3+)∶CaF_2掺杂,分别获得1.10W和0.64 W的连续激光输出,斜效率分别为23.0%和12.8%,阈值泵浦功率仅为10mW.实验结果表明,Nd-La共掺和Nd-Sc共掺的CaF_2晶体是一种可用于二极管泵浦且可获得高功率高效率激光输出的激光介质.     

五磷酸镧镱铒非晶在969nm激光激发下的1.54μm激光和上转换发光

本文测量了五磷酸镧镱铒ＹＥＬＰＰ非晶的吸收谱,计算了它的基本光谱参数,用半导体激光纵向泵浦方式,实现了１．５４μｍ微片激光的连续运转,激光输出功率相当稳定,与九十年代初国际上的结果相当;还测量了１．５４μｍ激光有无振荡时的上转换发光,并且对两者的关系进行了初步的讨论     

掺镱硼酸钙氧钇飞秒激光器及在拉锥光纤中产生跨倍频程超连续光

跨倍频程超连续光谱的产生是光学频率梳系统中测量载波包络相移频率的关键.本文采用拉锥单模光纤作为非线性光谱展宽介质, 将半导体激光(LD)抽运的掺镱硼酸钙氧钇(Yb:YCOB)振荡器输出的飞秒激光耦合到该拉锥光纤中, 通过飞秒激光在光纤中发生的相位调制、四波混频等非线性效应将光谱展宽至超过倍频程的范围.振荡器输出的飞秒激光脉冲宽度为130 fs, 中心波长为1052 nm, 重复频率为76.8 MHz, 平均功率为620 mW, 耦合进单模拉锥光纤后获得了光谱覆盖范围从550 nm至1350 nm的跨倍频程超连续光谱, 最大输出平均功率为323 mW, 耦合效率达到52%.为进一步实现全固态飞秒激光光学频率梳提供了重要基础.     

掺Yb钒酸盐晶体激光振荡中的光学双稳态现象研究

研究了三种掺Yb钒酸盐晶体Yb:LuVO4,Yb:YVO4和Yb:GdVO4的激光振荡中所呈现的光学双稳态效应.以晶体所吸收的抽运功率表征的双稳区宽度ΔPabs可超过1W,在双稳区高功率一侧的边界,即激光振荡的上阈值点,出现激光输出功率的不连续变化或跃变,同时发生亚毫秒时间尺度上的大幅度强度涨落.谐振腔的输出耦合透过率、晶体长度、晶体中的热效应等对双稳态效应均具有重要影响.     

基于粉末烧结技术制备镱铝共掺大模场光子晶体光纤

采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000 ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26 μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033 nm)出现一个宽的吸收带,主吸收峰波长位于976 nm,在此波长处吸收损耗高于10 dB/m;采用波长为971 nm的激光泵浦光纤,在1 050～1 125 nm波长范围内产生高斯型的荧光峰,峰值波长位于1 088 nm处,荧光半宽高45 am.