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。     

Tm:YAP激光晶体光谱参数的计算

采用丘克劳斯基(Czochralski)法生长了Tm:YAP晶体,研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱.结果表明,Tm:YAP晶体在689.5 nm和795 nm左右有较强的吸收峰,分别对应于3H6→3F3和3H6→3H4的能级跃迁,半峰全宽(FWHM)分别为22.5 nm和30 nm,吸收截面分别为1.89×10-20 cm2和1.35×10-20 cm2.荧光光谱表明Tm:YAP晶体发射波长为1.89μm,相应的荧光寿命为13.90 ms,发射截面为1.58×10-19 cm2.根据乍得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm3+在Tm:YAP晶体中的强度参数:Ω2=1.4560×10-20cm2,Ω4=2.0673×10-20 cm2,Ω6=0.3181×10-20 cm2.结果表明,Tm:YAP晶体具有宽的吸收峰、长荧光寿命和较大的积分发射截面的性质,非常适合于激光二极管(LD)抽运,有利于获得低阈值高效率的2μm波段激光输出.     

Tm∶YAP激光晶体光谱参数的计算

采用丘克劳斯基(Czochralski)法生长了Tm∶YAP晶体,研究了该晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。结果表明,Tm∶YAP晶体在689.5 nm和795 nm左右有较强的吸收峰,分别对应于3H6→3F3和3H6→3H4的能级跃迁,半峰全宽(FWHM)分别为22.5 nm和30 nm,吸收截面分别为1.89×10-20cm2和1.35×10-20cm2。荧光光谱表明Tm∶YAP晶体发射波长为1.89μm,相应的荧光寿命为13.90 ms,发射截面为1.58×10-19cm2。根据乍得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm3 在Tm∶YAP晶体中的强度参数:Ω2=1.4560×10-20cm2,Ω4=2.0673×10-20cm2,Ω6=0.3181×10-20cm2。结果表明,Tm∶YAP晶体具有宽的吸收峰、长荧光寿命和较大的积分发射截面的性质,非常适合于激光二极管(LD)抽运,有利于获得低阈值高效率的2μm波段激光输出。     

泡生法生长KYb(WO4)2晶体及其结构与光谱性能

对顶部籽晶提拉法(TSSG)进行了改进,采用泡生法生长KYb(WO4)2晶体(简称KYbW),以0.05℃/h的速率降温生长,转速5~10 r/min,生长周期10~15 d,降温速率15~20℃/h。研究了KYbW晶体的结构,给出了两种晶胞的选取方法。通过晶体的X射线衍射(XRD)谱,计算出晶体的两种晶格常数分别为a=1.061 nm,b=1.029 nm,c=0.749 nm,β=130.65°;a′=0.807 nm,b′=1.029 nm,c′=0.749 nm,β′=94.34°。测得晶体的吸收光谱,结果表明其吸收带在920~1000 nm,计算出主吸收峰981 nm处的吸收截面为11.12×10-20cm2。测得晶体的荧光光谱,结果表明KYbW晶体在1007 nm和1037 nm附近都有较强的发射峰,主峰1037 nm处的发射线宽(FWHM)达13 nm,因此KYbW晶体可作为可调谐激光增益介质,计算出1037 nm处的受激发射截面积eσm=3.4×10-20cm2。     

Nd:CaNb2O6晶体的生长及光谱性质

采用提拉法沿c向成功生长出质量优良的Nd:CaNb2O6新型单晶.测量了晶体的室温吸收光谱,在808 nm处吸收截面为5.04×10-20cm2,吸收带宽为8 nm.根据Judd-Ofelt理论,拟合出晶体场强度参数Ωt(t=2,4,6):Ω2=5.321×10-20cm2,Ω4=1.734×10-20cm2,Ω6=2.889×10-20cm2.荧光辐射寿命τrad为167.02μs,计算的荧光分支比β为:β1=36.03%,β2=52.29%,β3=11.15%,β4=0.533%.这些良好的光谱性质表明Nd:CaNb2O6晶体将成为固态激光器中有潜力的激光增益介质.     

利用窄得-奥菲特理论研究Tm:Lu2SiO5晶体的光谱特性

采用丘克拉斯基(Czochralski)技术生长了掺铥硅酸镥(Tm∶Lu2SiO5,Tm∶LSO)晶体;测量了LSO晶体在室温下的非偏振吸收光谱和非偏振荧光光谱;利用窄得-奥菲特(Judd-Ofelt)理论计算了Tm∶LSO晶体的窄得-奥菲特强度参数、振子强度、自发辐射概率、辐射寿命、积分吸收截面和积分发射截面.Tm∶LSO晶体的强度参数为Ω2=9.1355×10-20cm2,Ω4=8.4103×10-20cm2,Ω6=1.5908×10-20cm2;Tm∶LSO晶体在1.9μm附近有明显的发射峰(3F4→3H6跃迁),相应的辐射寿命为2.03 ms,积分发射截面为5.81×10-18cm2,半峰全宽(FWHM)为250 nm.用Tm∶LSO晶体在77 K温度下实现了激光运转.利用792 nm的激光二极管(LD)作为抽运源,获得中心波长为1960 nm的激光输出,抽运阈值为2.13 kW/cm2.     

掺Er3+的新型GeS2-In2S3-CsI玻璃双光子吸收绿光上转换发光研究

用熔融急冷法制备了掺Er3+的80GeS2-10In2S3-10CsI(mol%)硫卤玻璃样品,研究了该样品的吸收光谱和上转换光谱,分析了Er3+离子在该玻璃中的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在该样品中的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β等光谱参数.在980 nm LD泵浦激发下,首次在该种玻璃中观察到强烈的绿光(527 nm、548 nm),分别对应于4H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁,且548 nm绿光强度大于527 nm绿光强度.同时研究了绿光(527 nm、548 nm)上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其发光曲线拟合斜率分别为1.90和2.06,表明绿光是双光子吸收过程.研究结果表明:掺Er3+含铟(In)硫系玻璃有望应用于可见光激光器、高密度光储存、三维色彩显示等领域.     

ZnWO4晶体中Ho3+离子光谱参数计算

Ho3 ∶ZnWO4是一种潜在的优良激光晶体,对其光谱性能的研究具有一定价值。采用引上法生长出光学质量的Ho3 ∶ZnWO4单晶,测定了晶体的吸收光谱和发射光谱,利用乍得-奥菲而特(Judd-Ofelt)理论计算出Ho3 离子在ZnWO4晶体中的强度参数Ω2=3.757×10-20cm2,Ω4=2.089×10-20cm2,Ω6=4.659×10-20cm2。由此得到5I7→5I8跃迁的辐射寿命和发射截面积分别为17.08 ms,0.667×10-18cm2;四能级跃迁系统5S2→5I7的发射截面积为1.200×10-18cm2,荧光分支比为0.3525。从而提出5I7→5I8,5S2→5I7可作为产生激光的跃迁通道进行激光实验。     

Ho^3＋，Yb^3＋：YAl3（BO3）4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,Yb3+共掺的Ho3+,Yb3+:YAl3(BO3)4(Ho,Yb:YAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,Yb:YAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2=1.50639×10-18cm2、Ω4=4.86489×10-19cm2和Ω6=1.40248×10-19cm2。研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光。     

掺铒氟化物玻璃ZBLALip光谱性质和Judd-Ofelt理论分析

测量了常温下,Er3+离子在氟化物玻璃ZBLALip中的吸收光谱和荧光寿命;应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的谱线强度、自发辐射几率A、荧光分支比β和辐射寿命τrad等光谱参量,并拟合了相应的强度参数Ωt=2,4,6),分别为(Ω2=2.80×10-20cm2,Ω4=0.95×10-20 cm2,Ω6=0.94×10-20 cm2;利用McCumber理论计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面Οem;通过计算发现,该材料的量子效率较高,达到90%,可成为新的激光材料,为拉制高Q值的光学介质微球腔提供了参考.