激光二极管抽运新型Yb:GSO晶体实现激光运转

作为发射波段在1μm的激光二极管(LD)抽运全固态激光器的增益介质，掺Yb晶体非常大的具有吸引力。Yb离子具有简单的电子结构，预防了激发态重复吸收、上转换以及浓度淬灭带来的激光损耗。而且，掺Yb介质的量子缺陷比较低可以产生相对大的斜效率和低热负载。近年来，掺Yb介质一些有效的激光运转已经得到证明，如Yb：YAG，Yb：YAB以及Yb：BOYS等。迄今为止，人们仍在进行各种尝试以得到发射荧光谱宽，低阈值运转的激光晶体。     

高功率激光二极管抽运的镱钠共掺氟化钙连续激光器

掺镱氟化钙(Yb3+:CaF2)激光器是最近国际上研究的热点之一,2008年报道的该类激光器,在64 W激光二极管(LD)的抽运下,实现了平均输出功率10.2 W的连续激光输出.利用国产镱钠共掺的氟化钙(Yb,Na:CaF2)激光晶体,采用三镜折叠腔型和激光二极管抽运,获得了该类激光器(Yb,Na:CaF2/Yb:CaF2)的高功率连续输出.实验参数为:输出耦合镜的透过率为4%,激光二极管的最大输出功率为40 W,中心波长为976 nm.当吸收抽运功率18.2 W时,获得了14.5 W的最高功率连续激光输出,相应的斜率效率为80%.结果表明,国产Yb,Na:CaF2晶体具有低激光阈值和高负载能力,是一种优良的高功率激光材料.     

半导体激光器抽运新型Yb∶GYSO混晶实现连续锁模激光输出

掺杂Yb3 离子的激光材料具有能级结构简单、抽运波长与振荡波长相近、量子效率高等优点,十分适合作为半导体激光器(LD)直接抽运的高功率激光光源。近年来,随着高性能InGaAs激光二极管的发展和成本的降低,掺Yb3 激光介质的研究受到人们的极大关注,并已研制出了许多新型激光晶体,     

激光二极管抽运的Yb∶GSO飞秒激光器

作为1μm附近由激光二极管直接抽运的高效、紧凑固体激光器的增益介质,掺Yb3+离子的激光材料越来越受到人们的关注。掺Yb的晶体具有能级结构简单,荧光寿命长,量子缺陷低等优点。掺Yb离子的激光晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器国际上已有报道,实现全固态飞秒激光器件的实用化是国内外科学家追求的目标。激光实验中采用的Yb∶GSO晶体具有低对称的晶体结构,可提供强晶体场和配位场,有利于Yb3+的能级分裂。Yb∶GSO中Yb3+基态2F7/2能级分裂幅度达到1076 cm-1。Yb∶GSO晶体的高效调谐及被动锁模激光输出已在较早的实验中得到证实。本实…     

激光二极管抽运的Yb:GSO飞秒激光器

作为1μm附近由激光二极管直接抽运的高效、紧凑固体激光器的增益介质，掺Yb^3＋离子的激光材料越来越受到人们的关注。掺Yb的晶体具有能级结构简单，荧光寿命长，量子缺陷低等优点。掺Yb离子的激光晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器国际上已有报道，实现全固态飞秒激光器件的实用化是国内外科学家追求的目标。     

激光二极管抽运自倍频新型Yb:GdYAB晶体实现激光运转

近年来,掺Yb3 晶体因其在980 nm附近存在很好的吸收峰,适合高效的InGaAs激光二极管抽运,已经得到广泛关注。Yb3 离子量子缺陷小,可以得到高效率激光输出;而且这类晶体高浓度掺杂也不会产生浓度淬灭和激发态重吸收等不良作用,从而可以缩短晶体长度实现紧凑的激光系统。另外,该晶     

半导体激光器抽运新型Yb:GYSO混晶实现连续锁模激光输出

掺杂Yb^2＋离子的激光材料具有能级结构简单、抽运波长与振荡波长相近、量子效率高等优点，十分适合作为半导体激光器（LD）直接抽运的高功率激光光源。近年来，随着高性能InGaAs激光二极管的发展和成本的降低，掺Yb抖激光介质的研究受到人们的极大关注，并已研制出了许多新型激光晶体，如Yb：YAG，Yb：KYW，Yb：KGW，Yb：YAB，Yb：GGG和Yb：CaF2等。但是这些晶体还有很多不足之处，譬如生长比较困难、发射谱带相对窄和晶伙执导忡能相对姜等．     

LD抽运新型Yb:LYSO晶体实现1085 nm激光输出

Yb^3＋激光材料在900～980nm范围具有较强的吸收，能与高效的InGaAs激光二极管（波长为9001100nm）有效地耦合，且能级简单，抽运波长与振荡波长相近，量子效率高。这些优点十分有利于在1000nm附近实现超快高功率激光输出。而随着高性能InGaAs激光二极管的发展和成本的降低，近年来，掺Yb^3＋激光介质的研究受到人们的极大关注，并研制出了许多新型激光晶体，如Yb：YAG，Yb：KYW，Yb：GdVO4，Yb：SYS，Yb：YAB，     

自调Q激光晶体Cr4+,Yb3+∶YAG光谱及其激光特性研究

报道了自调Q激光晶体Cr,Yb∶YAG的生长及其在室温的吸收和荧光光谱特性,用钛宝石激光器作为抽运源,获得了1.03 μm、脉宽为400ns、平均输出功率为75 mW的自调Q激光.在Cr,Yb∶YAG晶体的室温吸收光谱中存在着五个吸收带:在440 nm 和605 nm 存在着Cr3+离子的两个吸收带,而且退火使其发生了明显的"红移";在937 nm 和968 nm处存在着Yb3+离子的两个吸收带,能与InGaAs 激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管抽运;而且在1.03 μm处有一Cr4+离子吸收峰,可用作可饱和吸收体.Cr,Yb∶YAG晶体的荧光光谱与Yb∶YAG晶体一样,发光中心也是位于1029 nm,但其强度比Yb∶YAG晶体的要低4倍.Cr,Yb∶YAG晶体和Yb∶YAG晶体的荧光寿命分别为0.3 ms和1.4 ms.造成Cr,Yb∶YAG晶体发光强度比Yb∶YAG晶体低的原因可能是由于存在Cr4+和Cr3+离子的吸收使得Yb离子发生浓度淬灭,但如果用高功率的二极管来抽运,使得Yb离子能发生粒子反转,可以实现Cr4+对Yb3+的自调Q激光输出.在室温下用钛宝石激光器抽运Cr,Yb∶YAG晶体获得自调Q激光输出也证明了双掺Cr和Yb的YAG晶体是一种新型的自调Q激光晶体,进一步可以实现固体激光器的小型化、全固化、集成化.(OH3)     

LD抽运新型Yb∶LYSO晶体实现1085nm激光输出

Yb3+激光材料在900~980 nm范围具有较强的吸收,能与高效的InGaAs激光二极管(波长为900~1100 nm)有效地耦合,且能级简单,抽运波长与振荡波长相近,量子效率高。这些优点十分有利于在1000 nm附近实现超快高功率激光输出。而随着高性能InGaAs激光二极管的发展和成本的降低,近年来,掺Yb3+激光介质的研究受到人们的极大关注,并研制出了许多新型激光晶体,如Yb∶YAG,Yb∶KYW,Yb∶GdVO4,Yb∶SYS,Yb∶YAB,Yb∶GGG和Yb∶CaF2等[1~10]。但是,这些晶体还有很多不足之处,有的晶体生长比较困难,有的晶体其发射谱带相对较窄,而有的晶体热导性…     

高掺杂浓度Yb∶YAG晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长了掺杂浓度高达 5 0at. %的Yb∶YAG晶体 ,研究了室温下Yb∶YAG晶体的吸收和发射光谱特性以及荧光寿命 ,在 939nm和 96 9nm处存在Yb3 + 离子的 2个吸收带 ,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合 ,适合激光管二极抽运。其荧光主峰位于 10 32nm附近 ,Yb∶YAG晶体的荧光寿命为 390 μs。比较了高掺杂与低掺杂Yb∶YAG晶体的光谱参数 ,指出高掺杂Yb∶YAG晶体是一种很有前景的高功率激光增益介质     

激光二极管抽运的Yb:GSO连续锁模激光

作为发射在1μm波段的二极管抽运全固态激光器的增益介质，掺Yb离子的晶体备受关注。掺Yb晶体具有能级结构简单，量子缺陷低（〈0．1），量子效率高等优点。目前成功使用掺Yb的晶体作为增益介质的飞秒激光振荡器已有很多报道，如Yb：BOYSE，Yb：KYW，Yb：SYSE等。     

钛宝石激光器抽运Cr,Nd:YAG晶体获得高效自调Q激光输出

纳秒和亚纳秒范围内具有高功率和高重复率的脉冲在微机械、测距、遥视、微型手术等方面有着极其广泛的应用前景.激光二极管(LD)抽运的被动调Q激光器能提供这种脉冲,并且具有简单化、结构紧凑、价格便宜和高效的优点.因此近年来LD抽运的被动调Q激光器引起了人们极大的兴趣,特别是用掺Cr4+离子的YAG晶体作为可饱和吸收体的被动调Q激光器.掺Cr4+离子的石榴石晶体具有优良的光化学和热稳定性、大的吸收截面积、低的饱和强度和高的损伤阈值,此外通过共掺Cr4+离子和激光增益介质在一起而形成自调Q激光,因此可以进一步实现被动调Q激光器的小型化、集成化.     

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。     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb∶LSO激光器

报道了一个激光二极管(LD)抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb3 的晶体Yb3 ∶Lu2SiO5(Yb∶LSO)。当吸收的抽运功率为2.57 W时,连续输出的最大功率为490 mW,斜率效率为22.2%,光-光转换效率为14.2%,激光阈值为299 mW,输出激光波长为1084 nm。多波长输出时,波长调谐范围为1034~1085 nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时,斜率效率为3.0%,激光波长为1058 nm。脉冲重复频率为25~39 kHz,重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

Yb:(Y1-xLax)2O3透明陶瓷实现激光输出

掺Yb3 的晶体是用激光二极管(LD)抽运的一种极有前景的固体激光材料.Yb3 为最简单的激光活性离子,电子构型为[Xe]4f13,仅有一个基态2F7/2和一个激发态2F5/2,两者的能量间隔为10000 cm-1,在晶场作用下,能级产生斯塔克分裂,形成准三能级的激光运行机制.     

高功率窄线宽光纤放大器及放大线宽特性

研制了高功率窄线宽光纤放大器.该放大器采用双级放大结构,其中第一级预放为掺Er3+光纤放大器,第二级功率放大采用10 m长的Er3+/Yb3+共掺双包层光纤作为增益介质,抽运源采用两支波长为980 nm的大功率激光二极管.当抽运功率为10.7 W时,得到放大激光输出功率为1.94 W,光一光转换效率为17%,斜率效率20%.采用延迟自外差方法对种子激光器及各级放大器输出的激光线宽进行了测量,测量结果表明窄线宽激光谱线经过掺Er3+光纤与双包层光纤放大后均有不同程度的明显展宽.分析认为激光线宽展宽的主要原因是由于种子激光器中弛豫振荡或自脉冲的强度波动引起的自相位调制.     

高掺杂浓度Yb：YAG晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长了掺杂浓度高达50at．-％的Yb：YAG晶体，研究了室温下Yb：YAG晶体的吸收和发射光谱特性以及荧光寿命，在939nm和969nm处存在Yb^3 离子的2个吸收带，能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合，适合激光管二极抽运。其荧光主峰位于1032nm附近，Yb：YAG晶体的荧光寿命为390μs。比较了高掺杂与低掺杂Yb：YAG晶体的光谱参数，指出高掺杂Yb：YAG晶体是一种很有前景的高功率激光增益介质。     

激光二极管双端抽运Tm:YLF 1.9 μm激光器

报道了一种激光二极管(LD)双末端抽运Tm:YLF激光器,在1.9 μm处获得了连续波(CW)输出。1.9 μm激光可用于抽运Ho晶体获得2 μm激光。在理论上,分析了掺Tm3+激光器的运转机制和能量转换损耗,计算出Tm:YLF激光器在理论上的斜率效率达到50%。在实验上,抽运源使用工作波长为792 nm的光纤耦合激光二极管,抽运光均分为两束双端抽运Tm:YLF晶体,两块晶体串接在折叠腔内。Tm:YLF 晶体的掺杂原子数分数为4%, 尺寸为3 mm×3 mm×12 mm。测量了输出镜在不同透射率情况下激光器的输出激光波长,当输出镜透射率T=26%时,在1.9μm处获得20.1 W的连续波激光输出,相应的抽运功率为75 W,阈值抽运功率为9 W,斜率效率为34%,光-光转换效率为27%。     

用高破坏阈值半导体可饱和吸收镜进行Yb∶YAB激光器锁模的研究

掺Yb3+介质作为1μm波段全固态超短激光脉冲发射最有前途的激光介质受到普遍关注。与掺Nd3+介质相比它具有更宽的发射谱线,因此更容易实现1μm附近宽调谐激光运转以及超短脉冲的产生;而它的吸收波长与InGaAs二极管激光器相匹配,可用于研制紧凑廉价的半导体激光抽运全固态激光器。此外,掺Yb3+介质能级结构简单,避免了激发态吸收、浓度猝灭和上转换等不必要的激光损耗。当然,掺Yb3+介质也有一定的缺点,例如其上能级寿命比较长,在利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模时很容易产生调Q或者调Q锁模。由山东大学研制的Yb∶YAB晶体除了具…