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。     

LD泵浦的共掺Er3+,Yb3+磷酸盐玻璃激光器

报道了半导体激光泵浦的共掺Er3 ,Yb3 磷酸盐玻璃激光器的连续运转,最大输出功率为10．2mW,斜率效率为5．3％,激光光谱范围为1516～1547nm,峰值被长为1533nm。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的发光与1.54μm激光性能

介绍了用于1.54μm激光发射的Er3 /Yb3 共掺激光材料的发展,并着重介绍了Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃的光谱性质,及其在玻璃激光器、光纤激光器、光纤放大器以及光波导中的应用.最后,对Er3 /Yb3 共掺磷酸盐玻璃材料的发展前景作了展望.     

共掺Er3+:Yb3+磷酸盐玻璃光波导激光器的发展

介绍了共掺Er^3 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的特点、能级结构、激光器的速率方程、传输方程和光波导的制作方法；同时还介绍了共掺Er^3 ：Yb^3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的国内外研究的进展状况及其发展趋势。     

LD端面抽运1.5μm Er3+,Yb3+∶YAl3（BO3）4激光器

报道了一种基于Er3+,Yb3+∶YAl3(BO3)4晶体的1.5μm固体激光器。为了解决由晶体严重的热效应所导致的激光器转化效率较低以及无法连续运转的问题,对控温炉设计以及抽运光源参数,如调制频率、占空比和腰斑尺寸等,进行了实验优化,从而减小了晶体的热负载,提高了准连续激光器的输出性能。在抽运源调制频率为40Hz,占空比为10%,抽运光腰斑半径为80μm,注入功率为17.6W时,获得了2.6W的准连续1.5μm激光输出,斜率效率为18.1%;同时在抽运功率为5W时,实现了290mW的连续单横模1.5μm激光输出,斜率效率为8.5%。     

Er3+/Yb3+/Tm3+/Pr3+共掺碲酸盐玻璃超宽带近红外发光性能研究

采用熔融淬火技术制备了0.2 mol% Er₂O₃、1 mo l% Yb₂O₃、0.1 mol% Tm₂O₃和x mol% Pr₆O₁₁( x=0.25、 0.3、0.35和0.4)掺杂的65TeO₂-15ZnO-10Na₂O-10WO₃系碲酸盐玻璃,通过X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、差热扫描曲线(differential scanning calorimetry,DSC)对玻璃样 品的抗析晶性和热稳定性 进行了表征。结果表明,玻璃样品具备良好的抗析晶性,析晶温度和转变温度差值为140 ℃,具有较好 的热稳定性。吸收光谱结果显示,Er³⁺/Yb³⁺/Tm³⁺/Pr³⁺共掺碲 酸盐玻璃在980 nm处有较强的吸收峰,故可 以采用980 nm泵浦源对该玻璃样品进行激发。在1 200—2 000 nm近 红外波段范围,玻璃样品存在峰值中 心为1.35 μm、1.53 μm和1.8 μm 3个波段发射峰,且3个发射峰的荧光半高宽(full width at half maxima, FWHM)均大于100 nm,其覆盖了光信号传输的E、S、C和C+L 4个波段,大幅度地提高了掺铒 光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,EDFA)的放大带宽。     

Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了荧光光谱、吸收光谱。研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性,采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数,Ω2=4.4756,Ω4=1.0059,Ω6=1.2098。计算了样品的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数。结果表明,样品通过热处理形成了氟化物微晶,降低了声子能量,提高了上转换效率。绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品增强约2到3倍。Judd-Ofelt理论分析表明Er3+/Yb3+共掺氟氧微晶玻璃具有较高的上转换效率,是制作微型激光器和三维立体显示的优良材料之一。     

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。     

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。     

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.     

结构稳定的掺Er3+光纤环形腔激光器

报道了一种腔体结构稳定的掺Er     

基于SESAM的被动锁模掺Yb3+激光器

本文基于SESAM实现了全光纤掺Yb³⁺线型锁模激光器。采用976nm半导体泵源,高掺杂浓度的掺Yb³⁺光纤作为增益介质,以SESAM作为一端的反射镜。最终获得了稳定皮秒脉冲序列的输出,中心波长为1050.54nm,平均功率12mw,基频重复频率为4.2MHz,脉宽约为1.4ps。该锁模光纤激光器采用全保偏结构,可以完全自启动,可以长时间稳定工作,有望成为高功率超短脉冲激光器的种子源。     

掺WO3对碲酸盐玻璃热稳定性改善和Er3+/Yb3+掺杂碲钨酸盐玻璃光谱性能的研究

为得到热稳定性能良好且高强度发光的碲酸盐玻璃,通过在TeO₂-ZnO-Na₂O系统中掺入WO₃,以提高玻璃的抗析晶和热稳定性能。研究结果表明,碲酸盐玻璃的ΔT从不掺WO₃的110℃增加到了WO₃含量为20 mol%时的142℃。在热稳定性研究的基础上,进一步分别研究了单掺Er³⁺和Er³⁺/Yb³⁺共掺的碲钨酸盐玻璃的光谱性质。研究结果表明,在Er³⁺/Yb³⁺共掺条件下,Er³⁺/Yb³⁺之间的能量传递提高了Er³⁺离子对980 nm泵浦光的吸收效率,增强了1.5μm波段发光强度,最终得到了具有高强度1.5μm波段发光的Er³⁺/Yb³⁺共掺碲钨酸盐玻璃,初步证明共掺方式是实现1.5μm波段高强度发光的有效方法。     

Er3+∶Yb3+共掺磷酸盐波导激光器的新型数值模拟

文章系统地研究了Er3 ∶Yb3 共掺磷酸盐玻璃波导的性质, 在稳态情况下建立并求解其准三能级系统的速率方程.利用数值分析的方法模拟了980 nm二极管激光器抽运时输出光功率的特性.计算结果表明:经过优化分析,得到了较高的输出光功率和斜率效率,其阈值功率也比较低.     

共掺Er~(3+):Yb~(3+)磷酸盐玻璃光波导激光器的发展

介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的特点、能级结构、激光器的速率方程、传输方程和光波导的制作方法;同时还介绍了共掺Er3 :Yb3 的磷酸盐玻璃光波导激光器的国内外研究的进展状况及其发展趋势。     

铒镱共掺磷酸盐基阵列波导激光器的研究进展

简要介绍了铒镱共掺磷酸盐波导激光器发展历史,描述了铒镱离子能级结构、激光机制及其影响因素以及磷酸盐激光玻璃的特性,具体阐述了铒镱共掺磷酸盐 波导激光器阵列的研究现状、制作方法、物理结构与运作特性以及用作光纤通信光源时与分布反馈半导体激光器相比的独特优势,指出了其在未来波分复用光通信系统中的应用价值.     

掺Nd3+离子的高硅氧玻璃微片激光器

将SiO2含量超过97wt%的具有纳米级微孔的多孔高硅氧玻璃浸泡在含有Nd3+离子的溶液后取出,在1100℃烧结成透明无孔高硅氧玻璃.在800nm的激光抽运下,这种Nd3+离子掺杂的高硅氧玻璃微片激光器实现了斜率效率为62%,光-光转换效率为42%,波长为1064nm的激光输出.     

Ag纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光性能的影响

采用熔融退火法制备了Er³⁺/Yb³⁺共 掺复合银(Ag)纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃,对玻璃样品 进行物理性质、透射电镜(TEM)图像和光谱性能测试,分析了铋锗酸盐玻璃样品中Er³⁺的上转换 发光机理。研究表明:随着退火温度的增加,Ag纳米颗粒不断析出,绿光(527nm波长 )和红光(661nm波长)发光强度都得到了较大增强,在420℃时,上转换发光强度分别为未掺 杂AgCl时的4.45和4.22倍。其上转换发光增强的原因归结于Ag 纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)导致局域场电场增强和Ag⁰→Er³⁺的能量转移。     

激光二极管抽运超短长度Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤激光器

Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤具有很高的增益，单位长度增益已有报道可达5dB／cm。以此为介质的光纤放大器和激光器在光子集成、光通信等领域中具有很好的应用前景。目前国外已有用激光二极管（LD）抽运超短长度Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤实现1．54μm激光输出的报道。     

Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的上转换发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Ho3+单掺和Ho3+/Yb3+共掺、组分为TeO2-ZnO-Na2O的碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt(JO)理论计算分析了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。通过测量上转换光谱,着重研究了Yb3+掺杂对于Ho3+上转换发光性能的影响,分析了Yb3+/Yb3+以及Yb3+/Ho3+间的能量传递过程。结果显示,975nm泵浦下Ho3+的上转换发光主要来自于Yb3+/Yb3+间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb3+/Ho3+间的能量传递过程,并计算得到了声子贡献比和能量传递微观参数。同时,计算分析了Ho3+:5 I7→5 I8能级跃迁的吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Yb3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为上转换激光器和2.0μm波段固体激光器的潜在增益基质。