红外及红光泵浦下掺铒矾酸钇的蓝绿上转换荧光研究

使用波长为808urn的红9呼导体激光以及波长为658urn的染料激光分别共振激发接饵机酸包（Er‘＋NV04）中Er’十离子的‘I。l。和‘F。l。态探测到对应跃迁‘易／。、‘八。l。和‘凡l。、‘入。l。的波长在55311和41011附近的上转换荧光。在染料激光激发下测量了不同Er’十浓度下上转换荧光的寿命。由于接稀土元素的矾酸化晶体在许多方面所表现出来的优良性质，作为激光晶体近来受到广泛关注．对以半导体激光器作泵源以接稀土元素的矾陵机作激光晶体，人们已经在许多波长上实现了激光运转。然而，由于激光输出的波长都位于近红外区，要满…     

掺铒钼酸钙激光晶体的生长与光谱研究

以Na2MoO4为助熔剂,用助熔剂提拉方法生长了掺Er3+的CaMoO4激光晶体,测试了晶体的光学均匀性,研究了晶体的光谱性能,并对其吸收光谱和荧光光谱进行了分析。晶体在981 nm处的吸收截面为0.6×10-20cm2,在1538 nm处的发射截面为0.91×10-20cm2。Er3+:CaMoO4晶体可产生上转换荧光,在980 nm激发下可辐射峰值波长为532 nm和553 nm的绿光及670 nm的红光。光谱分析结果表明,Er3+:CaMoO4晶体可能成为潜在的1.5μm波段激光材料和上转换发光材料。     

1.5μm波段多波长Er:Yb:YAl_3(BO_3)_4激光器

采用熔盐法获得了Yb3+和Er3+离子掺杂浓度分别为25和1.1at.%的YAl3(BO3)4晶体。利用970nm半导体激光器作为泵浦源,通过调节其准连续运转的占空比实现了增益介质在不同晶体温度下的激光运转,并分析了不同Er:Yb:YAl3(BO3)4晶体温度对1.5μm波段输出波长的影响。在端面泵浦的平-凹腔中,分别实现了1600、1550、1540、1520nm4种波长的激光运转,其斜率效率分别为21%、6%、17%、15%。当吸收泵浦功率为15.7W时,这4种激光波长的最大准连续输出功率分别达到2.4,0.64,1.5和1.2W。这种输出波长的温度效应有可能成为一种获取1.5μm波段特定应用波长激光的方法。     

Yb,Er,Eu:YAP中红外激光晶体的生长与光谱特性

用提拉法成功生长出3种不同掺Eu3+浓度的优质Yb,Er,Eu:YAP激光晶体,并对其光谱特性进行了研究。测量了晶体在320~3 000nm波段内的吸收光谱,晶体在978nm附近有强的吸收峰和宽的吸收带。用波长为975nm的LD连续激光和OPO光参量脉冲激光激发分别获得了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,采用单指数衰减拟合得到2.7~3.0μm激光上下能级寿命。与单掺Er:YAP晶体的光谱参数进行了比较,对Yb3+的敏化及Eu3+的退激活机理进行了分析。结果表明,Yb3+和Eu3+可分别作为Er3+的敏化剂和退激活剂,增宽978nm附近的吸收带和降低激光下能级(4I13/2)与上能级(4I11/2)寿命的比值(4.1,3.1和2.7);而在单掺Er:YAP晶体,下能级与上能级寿命的比值高达10.8,不利于激光性能的提高。因此,Yb,Er,Eu:YAP是一种更适合LD泵浦,有望实现低阈值、2.7~3.0μm高效率激光输出的新型激光晶体。     

可见波段Ar+激光诱导血红蛋白荧光光谱特性研究

用可见波段、不同波长的Ar^ 激光激发同一浓度血红蛋白溶液产生荧光光谱的研究结果表明，血红蛋白在628nm附近存在一个较强的荧光谱峰，且随激励激光波长的红移其相对光强依次增大，从而解释了临床上用He-Ne激光治疗疗效显著的物理机理。理论研究结果认为该血红蛋白的荧光光谱主要是血红蛋白中存在的卟啉类荧光团的贡献。还利用475．6nm的激光分别激发浓度为1％～7％的血红蛋白溶液，根据所获得的荧光光谱发现，其谱峰位置几乎不随样品浓度的改变而改变，该结果显示了激光与普通光对生物大分子存在明显不同的作用特性。     

高浓度铒离子掺杂钨酸镱钾激光晶体上转换发光研究(英文)

首次采用泡生法生长了掺铒钨酸镱钾(分子式:Er3+:KYb(WO4)2,简称:Er:KYbW)激光晶体。室温下测试了该晶体的吸收及上转换发射光谱。在荧光光谱中,观察到3个较为明显的上转换发射带,分别位于470~560nm,645~675 nm,750~850 nm。其中,位于533 nm处的上转换绿光强度最大。基于能量匹配原理分析了晶体上转换发光基质,结果表明,上转换红光和绿光的发光渠道均为双光子过程。根据J-O理论,计算了光谱参数,强度参数为:Ω2=16.342×10-20cm2,Ω4=4.183×10-20cm2,Ω6=1.264×10-20cm2;对应于绿光4S3/2-4I15/2跃迁的荧光分支比为76.37%,荧光寿命为278μs。这些光学参数表明Er:KYbW激光晶体可实现高效上转换绿光发射。     

铒镱共掺杂玻璃样品的荧光谱特性

介绍一种制作Yb^3 /Er^3 共掺杂玻璃样品的工艺。实验测量和分析了Yb^3 /Er^3 玻璃样品的荧光光谱和吸收谱。对Yb^3 /Er^3 系统的能量转移以及978nm波长泵浦下不同Yb^3 /Er^3 浓度配比样品的光谱特性进行了讨论。结果表明，当Yb^3 浓度为Er^3 浓度(0．5at．％)的9倍时，荧光强度最强。     

Yb:GdYAl3(BO3)4晶体的生长及性质研究

采用助熔剂法生长了Yb：GdYAl3（BO3）4晶体。测量了晶体的室温吸收谱和荧光谱。该晶体在960nm和974nm处存在两个吸收带，适合InGaAs泵浦；在1002nm和1044nm处各存在一荧光谱峰。研究了晶体的热学性质，平行于c轴方向的热膨胀系数约为α轴方向的5．4倍。采用化学腐蚀光学显微法研究晶体缺陷证明Yb：GdYAl3（BO3）4中存在孪晶结构。     

GdCOB:Er3+,Yb3+晶体的光谱分析

生长了新型激光晶体 Gd Ca4 O( BO3) 3:Er3 ,Yb3 (简称 Gd COB:Er3 ,Yb3 ) ,并测量了其室温透过谱、荧光谱及红外吸收谱。在 974nm的二极管泵浦下 ,观察到微弱的绿光发射 ,在 1 536nm左右的荧光发射较强。讨论了 Gd COB:Er3 ,Yb3 晶体中 Yb3 → Er3 的能量传递 ,解释了绿光发射 ,提出 Yb3 合作向 Er3 进行能量传递的机制。     

激光二极管抽运Er,Yb:Ca_4YO(BO_3)_3晶体实现1553nm激光输出

波长为1.55μm附近的激光,对人的眼睛是安全的,在光通讯上有重要应用。晶体中Er3 离子通过4I13/2→4I15/2跃迁可以产生该波长的激光。但Er3 对1.55μm波长激光有较强吸收,而对InGaAs和AlGaAs激光二极管(LD)的激光则吸收很弱,因此用LD抽运Er3 掺杂晶体输出1.55μm激光几乎是不可能的。但是若双掺Er3 ,Yb3 ,则可解决这个问题[1]。我们在研究Yb:Ca4YO(BO3)3(简称Yb:YCOB)晶体及其激光器[2]的基础上,制备了Er,Yb:YCOB晶体,测量了其光谱与激光特性,实现了1553nm激光输出。主要结果为:(1)以所合成的Ca4Er0.02Yb0.20Y0.78O(BO3)3…     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质研究

研究了Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质。通过测定和计算各种Yb3 + ,Er3 + 共掺磷酸盐铒玻璃光谱参数 ,初步探明了Yb3+ 离子浓度、碱金属氧化物R2 O(R =Li,Na ,K)和碱土金属氧化物MO(M =Zn ,Mg ,Ca,Ba)的引入及网络生成体P2 O5 的含量对Yb3 + ,Er3 + 共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响。在Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中实现了Er3+ 荧光寿命达 7 5ms,受激发射截面为 0 8× 10 - 2 0 cm2 的光谱特性 ,为今后该玻璃的激光实验提供了重要参数     

不同波长下Nd∶NaGd(WO4)2和Nd∶NaLa(WO4)2激光晶体拉曼光谱的比较

双钨酸盐晶体Nd∶NaGd(WO4)2(简称Nd∶NGW)和Nd∶NaLa(WO4)2(简称Nd∶NLW)是一类新出现的比较有前途的激光晶体, 它们属于四方晶系白钨矿结构。根据对称性分类,用商群理论分析了两种晶体的拉曼光谱。此类钨酸盐晶体一个原胞中理论上有36个振动模。使用半导体激光的785 nm波长和Ar +激光的514.5 nm激发, 测得激光光入射方向分别垂直和平行于光轴方向的偏振拉曼光谱(100～2000 cm-1), 并对测得的拉曼峰进行了指认。由于Nd3+离子进入晶体取代离子的半径不同,晶格对Nd3+跃迁影响大小不同, Nd∶NGW和Nd∶NLW的拉曼光谱也表现出了差异性。通过不同激发波长的拉曼谱的比较, 在中间波段发现并确认了几个共振拉曼峰。     

Mg:Er:LiNbO3晶体的激光性能和550nm寿命特性研究

本文采用Czchrzlski技术生长出优质的Mg:Er:LiNbO3[(X=2%, 4%, 6%, 8%, y=% （mol%）)]晶体,测试Mg:Er:LiNbO3晶体的光损伤阈值,红外光谱和紫外—可见吸收光谱,Mg2+浓度增加抗光损伤能力增加,其中Mg(6mol%):Er:LiNbO3和Mg(8mol%):Er:LiNbO3晶体抗光损伤阈值比LiNbO3晶体提高二个数量级以上。它们的红外光谱OH-吸收峰移到3535cm-1附近。Mg:Er:LiNbO3晶体中随着Mg2+浓度增加吸收边紫移程度增大。研究Mg:Er:LiNbO3晶体抗光损伤阈值增强机理,OH-吸收峰移动机理和吸收边移动机理。采用0.523μm激光进行泵浦获得高的利用率。在波长510—580nm范围内得到Mg:Er:LiNbO3晶体稳态发射谱。掺进4mol%的MgO是Mg:Er:LiNbO3晶体寿命最长的晶体。     

ZnWO_4∶Cr~(3+)激光晶体的发光特性

研究了ZnWO_4Cr~(3+)激光晶体的发光特性,其中~4T_2能级分裂为13550、14205、14706cm~(-1)三个能级,荧光谱的斯托克斯漂移为3567cm~(-1),ZnWO4∶Cr~(3+)晶体的最强荧光峰位于912nm,最佳激发峰在622nm,掺杂浓度在0.01％时,荧光发射最强。用532nm激发时仍有很强的荧光发射。     

Mn^2＋掺杂NaFY4：Yb，Er晶体的形貌及发光性能研究

通过乙醇和油酸作为混合溶剂的溶剂热法合成了NaYF4：Yb,Er晶体。采用x射线衍射仪（XRD）,场发射扫描电镜（FESEM）以及光致发光检测（980nm激光源）和荧光光谱测试（Hitachi F-4500）,表征了Mn2＋离子掺杂量对NaYF4：Yb,Er晶体的显微结构、形貌和发光性能的影响。结果表明：少量5mol％Mn^2＋离子的掺入不会改变NaYF4：Yb,Er晶体的物相,当Mn2＋离子的掺杂量增大到10mol％～30mol％,样品出现NaMn3F10相,形貌也发生转变,从纳米棒变为纳米片。Mn^2＋离子的掺入,使得NaYF4：Yb,Er晶体的上转换荧光峰从在510nm～539nm和539nm～570nm这两个区间转换为635nm～690nm区间内,当掺杂浓度达到30 mol％时,上转换荧光峰全部转变为635nm～690nm区间内。     

新激光晶体(Ce~(3+),Nd~(3+)):YAG的性质

我们研究的(Ce~(3+),Nd~(3+)):YAG激光晶体主要利用Ce~(3+)-Nd~(3+)的敏化途径以提高激光效率。Ce~(3+)离子在YAG基质中有两个吸收峰:340nm和460nm;荧光发射峰是500～700nm的宽带,峰值波长为550nm,此波长范围包括了Nd~(3+)离子的好几个吸收峰群,其中有580nm附近的Nd~(3+)离子的主要激发峰群。研究表明Ce~(3+)离子到Nd~(3+)离子的能量转移过程有两种方式,一种是辐射吸收转移过程,就是Ce~(3+)离子发出的荧光被Nd~(3+)离子吸收,转移为Nd~(3+)离子的激光发射,详见图1,图中凹陷部分和Nd~(3+)离子的吸收光谱相应,虚线为Ce~(3+)离子的荧光光谱。另一种是无辐射转移过程,我们测量单一Ce~(3+)离子在YAG中的寿命为68ns,在     

Co2+:LiNbO3晶体的坩埚下降法生长及其光谱性质

应用坩埚下降法，以同成分化学摩尔分数比(Li2O：48．6％，Nb2O5：51．4％)为原料，以CoO作为掺杂物，在合适的温度梯度(20～40℃／cm)与生长速度(1～3mm／h)，生长出了Co^2 掺杂摩尔分数分别为0．1％与0．3％的LiNbO3(LN)晶体。用X射线衍射(XRD)与差热分析(DTA)表征了获得的晶体。测定了不同部位晶体从350～2500nm的吸收光谱。观测到520nm，549nm与612nm三个分裂的尖吸收峰以及以1358nm为发光中心的吸收带。从吸收特性表明，Co离子掺杂于畸变的氧八面体中，呈现 2价态，并且沿着晶体生长方向浓度逐渐减少，Co^2-在LiNbO3晶体中的有效分凝系数大于1。研究了不同部位晶体在900nm以下的荧光光谱特性，在750nm发现有较强的荧光发射，并随着激发波长的增长，荧光发生红移。     

铒离子在钨酸锌晶体中的光谱性质

本文测量并分析了ZnWO_4∶Er晶体的吸收光谱、激发光谱和荧光光谱,发现Er~(3+)离子与基质晶格之间存在能量传递效应。用Judd-Ofelt理论计算了Er~(3+)离子的强度参数Ω_λ以及吸收和辐射跃迁的振子强度,并由此计算出激光能级辐射跃迁几率、辐射寿命、积分发射截面及荧光分支比等光谱参数。讨论了ZnWO_4∶Er晶体几个主要通道实现激光输出的可能性。     

Tb∶YAl3(BO3)4晶体的生长与光谱性质

采用助溶剂法成功地生长了Tb:YAl_3(BO_3)_4晶体。测量了晶体的室温透过谱和荧光光谱。晶体的透光波段较宽,紫外截止吸收边在230nm附近。实验表明,在一定能量光的激发下,晶体在485nm、542nm、590nm、622nm处可产生强弱不同的发射谱峰。在542nm处最强,对应于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5发射。Tb:Al_3(BO_3)_4晶体的比热为0.755 0 J/g·℃     

掺Er3＋离子Mg-Al尖晶石晶体光谱性质分析

实验给出了掺Er3 ∶Mg Al尖晶石晶体的吸收谱、荧光谱和激发谱 ,确定了Er3 离子在Mg Al尖晶石晶体中的能级位置。用Judd Ofelt理论计算得到了掺Er3 ∶Mg Al尖晶石晶体的光谱特性参数。最后对该掺杂晶体出光的可能性进行了分析。