双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法，实现了对双包层Er^3＋／Yb^3＋光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明：对于单个脉冲，在相同的泵浦功率下，输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率；在不同的泵浦功率下，输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率。对于脉冲序列，在达到稳定的输出前，将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程。对于异步转移模式的多信道脉冲，脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化。     

双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3 + /Yb3 +光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明:对于单个脉冲,在相同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率;在不同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率。对于脉冲序列,在达到稳定的输出前,将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程。对于异步转移模式的多信道脉冲,脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化。     

增益开关掺Tm3+光纤激光器的理论与实验研究

与固体激光器不同,光纤激光器中增益光纤长度可近似认为整个谐振腔的长度,传统的速率方程模型只考虑激光器参数随时间变化,而不考虑这些参数沿轴向变化情况,会在理论上对激光器输出特性的分析带来误差。本文建立带内泵浦的增益开关掺Tm3+光纤激光器的行波方程模型,研究了腔内光子数、上能级粒子数和泵浦脉冲沿光纤轴向分布情况,以及不同重频和纤芯的增益光纤可提取能量的变化。在100 ns脉宽和15 μJ脉冲能量的泵浦脉冲作用下,当重频增加至5 MHz时,激光输出脉冲会出现多脉冲振荡现象。实验上实现了全光纤化的增益开关掺Tm3+光纤激光器,将实验结果与理论分析进行比较,两者之间较好相符。     

1kHz全光纤双程结构掺Yb3+脉冲光纤放大器

以1KHz低重复频率的脉冲激光为信号光源,实验研究了全光纤双程结构的脉冲光纤放大器.利用光纤声光调制器(AOM)滤除了放大过程产生的放大自发辐射光(ASE),并测量了该ASE功率;分析了低重复频率及双程结构对放大器输出特性的影响;研究了抽运光功率对输出脉冲宽度和脉冲峰值功率的影响.在注入信号激光波长1060nm、脉冲宽度10.2ns、峰值功率0.58W时,获得放大脉冲激光的脉冲宽度7.9ns、峰值功率245.2W,对应增益26.3dB.     

反向拉曼光纤放大器（FRA）的瞬态效应分析

本文首先提出于泵浦概念、建立分析拉曼光纤放大器瞬态效应的数学模型，然后给出单泵浦单信道拉曼放大器发生瞬态效应时信号功率、信号增益和泵浦功率的变化曲线；在分析多泵浦多信道拉曼放大器瞬态效应时得到了上下短波长信道对剩余信道稳态增益影响最小，上下长波长信道对剩余信道稳态增益影响最大的结论。     

产生特性的研究准连续波泵浦Yb:KYW/Cr4+:YAG调Q激光脉冲

从被动调Q速率方程出发，理论上研究了准连续波激光二极管（LD）泵浦Yb∶KYW/Cr4+∶YAG激光器时泵浦参数对脉冲输出特性的影响，通过数值计算解析了调Q脉冲延时、脉冲宽度、子脉冲序列等特性与泵浦速率的关系，从而获得最优化泵浦光占空比，有效减少连续波泵浦产生的热效应。进一步，在实验上采用高重频LD泵浦源，通过调控泵浦参数实现了被动调Q激光的重复频率、脉冲延时、脉冲串子脉冲个数等输出特征的准确锁定和控制。当采用泵浦功率为15.6 W、占空比分别为6.50%、8.00%和9.65%时，获得单脉冲、双脉冲和三脉冲的稳定输出，提高了泵浦脉冲和激光脉冲的耦合共振，实验结果与理论计算吻合较好。     

LD侧面泵浦Er3+,Yb3+∶glass波导被动调Q激光器

报道了一种LD侧面泵浦铒镱共掺磷酸盐玻璃波导被动调Q激光器。采用无胶键合技术，在波导芯层(原子数分数1%Er³⁺,21%Yb³⁺∶glass)的四侧键合厚度为0.1 mm的掺钴硼硅酸盐玻璃(Co²⁺∶glass)作为包层，阻断放大自发辐射(ASE)的形成通路，提高激光输出效率。波导两侧分别键合硼硅酸盐K9光学玻璃作为泵浦光传输层，改善泵浦均匀性，提高输出激光的光束质量。在自由运转模式下，激光器输出的最大脉冲能量为34.7 mJ，斜率效率为10.6%。被动调Q模式下，获得稳定输出单脉冲能量2.16 mJ、脉宽4.7 ns、峰值功率459 kW的1.535μm脉冲激光，光束质量因子M²=1.53。实验结果表明，在Er³⁺,Yb³⁺∶glass的四侧键合Co²⁺∶glass是抑制其内部ASE效应、提高激光器单脉冲能量输出的有效方法。     

宽带Te基掺Er光纤放大器饱和增益谱特性研究

对波分复用(WDM)系统中宽带Te基掺Er光纤放大器(EDTFA)饱和增益谱特性进行了理论研究,研究依据均匀加宽四能级模型下的速率方程组和光功率传输方程组,采用龙格一库塔法数值模拟。研究结果表明,在给定泵浦方式、泵浦功率和光纤长度的饱和工作状态下,多个信道同时输入时的EDT-FA增益谱依赖于输入的信道数和信道功率,且各个信道增益要低于相同输入功率下单个信道的增益,同时增益谱宽变窄,增益谱峰随饱和程度的加深向长波长方向偏移。     

Er3+,Yb3+:glass/Co2+:MgAl2O4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器

报道了一种应用于激光测距的Er³⁺,Yb³⁺:glass/Co²⁺:MgAl₂O₄复合材料LD泵浦的被动调Q微型激光器。 采用玻璃与晶体复合技术,将增益介质Er3＋/Yb3＋共掺 磷酸盐玻璃和被动调Q可饱和 Co²⁺:MgAl₂O₄晶体进行了光学热复合,复合材料会降低增益介质内部的温度梯度 ,使热焦距变长,模体积 增加,激光光束质量提高;另外,复合材料使腔内损耗减小,腔内的粒子数密度提高,脉宽 变窄,输出能 量增加,从而激光器性能得到提高。在重复频率为10Hz情况下,采 用中心波长为940nm的单管LD作为泵 浦源,获得单脉冲能量为210μJ、脉冲宽度为2.8ns,峰值功率大于70kW的波长为1.5 μm的被动调Q激光输出,光束质量为1.2     

基于掺铒(Er3+)光纤飞秒光孤子脉冲的实验放大研究

通过自行设计的同向泵浦和逆向泵浦两种结构,从脉冲宽度、单脉冲峰值能量、峰值功率、增益以及光谱形状方面实验分析了不同泵浦功率情况下飞秒光孤子脉冲的放大情况,得到了逆向泵浦的效率较高的结论.     

Er3+-Yb3+ and Er3+ doped fiberlasers

Single-mode fiber lasers operating at ~1.57 μm are described. Output powers of >2 mW are reported for laser diode pumped operation. Direct comparison is made between fiber lasers using sensitized erbium (Er³⁺ and Yb³⁺) and erbium on its own. The performance of Er³⁺-Yb³⁺ fiber lasers is analyzed in more detail as a function of fiber length. Both CW and Q-switched operations are studied and the results obtained demonstrate that practical sources at 1.5 μm are available from diode pumped Er³⁺ -Yb³⁺ systems     

Cr3+→Nd3+ energy transfer and Nd3+ laser action studies of La3Ga5SiO14:Cr3+,Nd3+ co-doped crystal

Energy transfer between Cr³⁺ and Nd³⁺ ions has been investigated in the 4.2-300-K temperature range by using steady-state and site-selective time-resolved laser spectroscopy. Radiative and nonradiative energy transfer has been studied from the time-resolved emission spectra and the donor fluorescence decays. The transfer efficiency was calculated as a function of temperature by using the Cr³⁺ lifetimes of the single doped and co-doped samples. Laser experiments were carried out in a diffusive cavity by pumping a co-doped rod 54 mm long and 5 mm in diameter with xenon flashlamps. The laser spectral emission shows a complex structure which varies as a function of pump energy. The temporal evolution of the laser spectrum is discussed in terms of a simple four-level spectral rate-equation laser model which takes into account the existence of two main broad Nd³⁺ site distributions with a large spectral overlap     

Infrared cross-section measurements for crystals doped withEr3+, Tm3+, and Ho3+

The absorption and emission cross sections of the transition between the ground spin-orbit multiplet and the lowest excited multiplet were measured for Er³⁺, Tm³⁺, and Ho³⁺ ions in a variety of crystalline hosts. The materials that were investigated include LiYF₄, BaY₂F₈, Y ₃Al₅O₁₂, LaF₃, KCaF₃ , YAlO₃, and La₂Be₂O₅. The absolute magnitudes of the emission cross sections were determined from the absorption spectra, with the aid of the principle of reciprocity. The calculated radiative emission lifetimes derived from these measured cross sections agree well with the measured emission decay times for most materials. The potential use of these rare-earth-doped materials in pulsed laser applications requires that the ground state exhibit adequate splitting to minimize the detrimental effects of the ground state thermal population, and also that the emission cross section be sufficiently large to permit efficient extraction energy. The systems based on Ho³⁺ in the eightfold coordinated sites of LiYF₄, BaY₂F₈, and Y₃Al₅O₁₂ appear to be the most promising     

Laser action from Ho3+, Er3+, and Tm3+in YAlO3

Laser action has been observed for the following rare-earth ions in YAlO3:Ho³⁺(sensitized with Er³⁺and Tm³⁺), Er³⁺, and Tm³⁺(sensitized with Er³⁺) at wavelengths of 2.123, 0.851, and 1.861 μm, respectively. Measurements of spectroscopic properties, fluorescence kinetics, and laser performance of these ions in YAlO3are reported.     

Er3+/Yb3+双掺光纤放大器理论模型

本文在分析一些文献的基础上,仿照掺Er3+光纤放大器的理论模型,尝试建立了一个Er3+/Yb3+双掺光纤放大器的理论模型。利用本模型,可以模拟双掺光纤中信号、泵浦及放大的自发辐射(ASE)的变化情形,并得到一些有意义的数值结果。     

磷酸盐玻璃中稀土离子Ce~(3 )、Tb~(3 )、Er~(3 )和Tm~(3 )的能量转移和敏化过程的研究

本文报道了磷酸盐玻璃中Tb~(3 )和Ce~(3 )的浓度猝灭效应。在KrF激光(248毫微米,10毫微秒)激发下,测出磷酸盐玻璃中不同浓度Ce~(3 )或Tb~(3 )离子的荧光寿命。着重讨论了磷酸盐玻璃中Ce~(3 )→Tb~(3 )、Er~(3 )和Tm~(3 )的能量转移和敏化过程。     

Diode-array pumping of Er3+/Yb3+ Co-dopedfiber lasers and amplifiers

Single-mode double-clad Er³⁺/Yb³⁺ co-doped fibers are shown to be suitable for diode array pumping at around 960 nm. A fiber laser with 96-W output power at 1.53 μm and a power amplifier exhibiting a small signal gain of 24 dB and a saturated output power of +17 dBm are reported     

LD泵浦Er3+: Yb3+共掺全固态激光器设计

对LD泵浦Er3+:Yb3+共掺全固态激光器进行了整体设计,利用矩阵光学方法推导了高斯光束经耦合系统聚焦后束腰宽度和像距的计算公式。考虑激光棒的热透镜效应,对有源平平腔、平凹腔进行了数值计算,分析了谐振腔的稳定性。最后,根据激光谐振条件,确定了激光输出镜及滤光片的镀膜方案,为最终获得高效率、稳定的激光输出提供了理论依据。     

Ag纳米颗粒对Er3+/Tm3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响

采用传统熔融淬冷法制备了系列Er³⁺/Tm 3+/Yb³⁺共掺复合Ag纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃样品。从吸收光谱中 确定了Ag纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)峰位于545nm附近;透射 电镜(TEM)图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸 约为6～18nm。研究了纳米Ag含量对Er3＋/Tm3＋ 共掺复合Ag纳米颗粒铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响,结果表 明,Tm³⁺离子472nm处的上转换蓝光、Er³⁺离子525nm处的上转换绿光、543nm处的上转换 绿光和661nm处的上转换红光发光强度在AgCl含量的质量百分数为 1%时达到最大值,与未掺杂AgCl的基质玻璃相比,分别提高了约3.2、3.8、5.4倍。     

YP_5O_(14):Er~(3+),Tm~(3+)晶体的合成

研究了水热法合成晶体,浓度配比、生长温度对晶体生长习性的影响.合成了一系列化学计量比的Y_(1-x-0.3)Er_(0.3)Tm_xP_5O_(14)(x=0.01～0.1)晶体,观察和分析了晶体的缺陷及成因,测定和讨论了晶体结构.