自混频激光理论模型及应用

建立了在同一块非线性激光晶体上实现自混频激光的理论模型。该模型计入了具有任意腰斑大小的泵浦光和腔内基频光的空间分布,并将该模型应用到NYAB和Nd:GdCOB的自混频蓝光实验。理论分析预测和证实了一些实验结果,同时,讨论和总结了提高自混频激光输出效率的途径。     

自激活激光晶体硼酸铝钕的研究

本文报道了我们对自激活激光晶体硼酸铝钕的生长、激光性能以及化学成分与荧光浓度猝灭效应之间关系的研究。引进原子参数L,定性地说明不同化学成分的基质中激活离子的不同荧光浓度猝灭效应,并从理论上说明了引进这一参数的合理性。我们获得了每个脉冲1205mJ的1.063μm激光输出和49mJ的1.34μm的激光输出。对1.06μm激光倍频,即0.53μm的激光输出为25.5mJ。     

稀土掺杂光学超晶格的自变频激光模型与应用

通过结合准相位匹配理论和空间分布自混频（或自倍频）激光模型提出了稀土掺杂光学超晶格材料自变频激光理论模型，该模型计入了弱聚焦的高斯光束空间分布，泵浦耦合以及非理想周期结构的影响，并应用该理论模型对Nd^3 离子掺杂非理想周期极化铌酸锂（Nd^3 :APLN)晶体同步自变频多波长激光进行了模拟计算，计算结果，尤其是阈值、可见激光总输出功率和同步可见激光谱线相对强度分布等与实验结果符合得很好，从而表明该模型的有效性。     

辐射陷阱效应对钨酸镧晶体中Yb3+光谱性质的影响

采用提拉法获得了Yb3 :La2(WO4)2晶体,并测量了该晶体的室温吸收光谱.为了分析辐射陷阱效应对Yb3 光谱性质的影响,分别测量了块状和粉末状晶体样品的荧光光谱和荧光衰减曲线.研究结果表明:辐射陷阱效应导致钨酸镧晶体中Yb3 离子的荧光光谱、受激发射截面和荧光寿命等光谱性质发生了明显的变化.     

Nd3+∶Gd0.2Y0.8Al3(BO3)4激光晶体的研究

测定了Nd3+∶Gd 0.2Y0.8Al3(BO3)4-K2MO3O10-B2O3生长体系的生长温度曲线,生长出尺寸达32mm的Nd3+∶Gd0.2Y0.8Al3(BO3)4激光晶体,并从中切割出尺寸为4mm×5mm×6mm的优质激光器件,采用钛宝石模拟LD泵浦,在1.06μm处得到48mW的激光输出,激光阈值17mW,光-光转换效率为20%.     

4f~25g~1组态对Nd~(3 )∶YVO_4晶体光谱的影响

从ＪｕｄｄＯｆｅｌｔ理论和群链方案出发，在考虑了ＹＶＯ４晶体中Ｎｄ３＋的４ｆ２５ｇ１组态或７阶奇晶场的影响下，理论上导出了晶场作用下电偶极跃迁矩阵元公式，据此计算Ｎｄ３＋∶ＹＶＯ４有关光谱跃迁相对强度和偏振性质．与只考虑４ｆ２５ｄ１组态的影响相比，４Ｆ３／２→４Ｉ１１／２跃迁谱线相对强度的ＲＭＳ值由００８降为００５，计算结果与实验更加一致     

GROUP-CHAIN SCHEME ANALYSIS OF THE ENERGY LEVELS AND MAGNETIC PROPERTIES OF Nd3+ IN LiYF4 CRYSTAL

Based on the analysis of group-chain scheme, the crystal-field-level fitting of Nd³⁺: LiYF₄ has been carried out, in which the Nd³⁺ inos occupy positions with site symmetry S₄. The RMS deviation of energy-level fitting is 12.8cm^-1. Using the obtained wave functions, g-factors of the fround state are calculated,which are g_∥=2.067 and g_⊥=2.631, in good agreement with the experimental values(g_∥=1.978 and g_⊥=2.554). The method proposed turns out to be effective in the study of spectral properties of localized centres in laser crystals.     

Yb3+离子摩尔分数对Yb ∶ GAB晶体辐射陷阱的影响

测量了一系列Yb³⁺摩尔分数(0.125…1)在Yb³⁺ ∶ GdAl₃(BO₃)₄ 晶体(Yb ∶ GAB)的室温偏振吸收光谱、发射光谱。为了揭示和消除辐射陷阱对Yb³⁺光谱性质的影响,分别测量了块状、粉末和稀释粉末样品的发射光谱。为了比较不同摩尔分数和不同方式辐射陷阱的影响,采用倒易法(RM)和Fuchtbauer-Ladenburg公式(FL)来计算发射截面。实验结果表明:随着Yb³⁺离子摩尔分数的增加,辐射陷阱效应对发射光谱的影响越来越严重。在发射光谱中,随着Yb³⁺离子摩尔分数的增加,短波段发射变弱,长波段发射变强,因此,提出了Yb ∶ GAB 晶体中发射光谱的重心波长移动 Δλ与 Yb³⁺离子摩尔分数之间的经验关系来定量分析Yb³⁺离子摩尔分数变化对辐射陷阱的影响;采用稀释法能够很好消除辐射陷阱对发射光谱的影响,而粉末法对于低Yb³⁺浓度的样品能够比较好地消除辐射陷阱的影响,块状样品直接测量很难消除辐射陷阱的影响。     

UPCONVERSION FLUORESCENCE DYNAMICS OF Tm3+ IONS IN LiYF4 CRYSTAL

According to Judd-Ofelt parameter calculation and energy transfer theory, the cross-relaxation process of the Tm³⁺ ions is investigated. A four-level system of coupled rate equations is established to study the fluorescence dynamics of Tm³⁺ in LiYF₄ crystal. Attentions are focused on the upconversion luminescence ¹G₄→³H₆ (483.0 nm) in Tm³⁺:LiYF₄. The relationship between the avalanche properties (critical pump rate, fluorescence intensity and buildup time) originated by resonant excited state absorption and the doped Tm³⁺ concentration is discussed, and some useful conclusions are drawn.     

β′-相掺钕钼酸钆晶体生长和性质研究

采用提拉法生长β′-相掺钕钼酸钆晶体.在1000℃温度下烧结72h合成钼酸钆粉末样品.研究了生长工艺,拉速0.3～3mm/h,转速10～40r/min.沿[001]方向生长出35mm的掺钕钼酸钆单晶,晶体为紫色,透明.钕离子分凝系数略大于1.