Cr4+:YAG被动锁模Nd:YAG绿光激光器研究

分析Cr~(4+):YAG被动锁模机理及KTP晶体的倍频效率,设计合适的谐振腔以保证Cr~(4+):YAG处有足够大的激光功率密度和通过KTP的光束为平行光束。实现了Cr~(4+):YAG作为可饱和吸收体的脉冲式Nd:YAG内腔倍频激光器的被动锁模运转,得到波长532nm、输出能量为13.5mJ的皮秒单脉冲序列。     

磷酸盐玻璃中Er~(3+)激光的获得

Er~(3+)激活玻璃是继钕玻璃后的一种具有实用意义的激光玻璃。输出波长为1.54μm,处于大气窗口,便于传输,尤其是在战场硝烟下的透过率高,故特别适用于测距和军事模拟。鉴于Er~(3+)吸收带少、振子率小,故使用Cr~(3+)-Yb~(3+)-Er~(3+)系统来实现能量转移敏化发光;选择磷酸盐玻璃基质,以增加能量转移的效率;1.54μm激光产生跃迁是三能级系统,选用低的激活离子浓度(3×10~(10)cm~(-3)),以降低激光阈值并减少自吸收;增大Yb~(3+)浓度以提高能量转移几率;控制Cr~(3+)浓度以     

NaCl（OH^—）：（F2^＋）H晶体的制备及红外色心激光运转

报道了NaCl(OH~-):(F_2~+)_H色心晶体的制备、晶体的光学表面加工、色心激光运转等关键问题;讨论了色心激光输出功率与辅助光的关系;成功地实现了中心波长为1.57μm的红外NaCl(OH~-):(F_2~+)_H色心激光的运转。     

红外可调谐NaCl(OH~-)∶(F_2~+)_H色心激光

采用我们研制的优质Nacl(OH~-)∶(F_2~+)_H色心晶体作激光介质,在X型激光腔中,实现了中心波长为1.57μm,可调谐波段为1.40～1.75μm的低温红外连续可调谐色心激光运转。探讨了(F_2~+)_H心的几个吸收带,激光输出与工作介质和辅助光的关系等问题。     

磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子的光跃迁和激光作用

给出了Li-Al磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子发射特性(Ar、σ_ρ、β、τ_γ)的计算结果。报道了Cr~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的一种有效能量转移,并获得了室温下3J1.54μm波长的激光输出。     

Cr~(3+)敏化的Nd~(3+):GdScGa石榴石晶体1.06μm的激光输出

在室温下,作者已得到Cr,Nd:GdScGa石榴石晶体1.06μm的连续激光输出。由已测出的结果可知,该晶体的阈值功率可低至7mW,斜率效率高达41％。Nd~(3+)通过Cr~(3+)的交叉泵浦几乎相当于它的直接泵浦效率。通过测量转移速率的时间分辨率,得出转移效率为0.86,平均转移时间为17μs。上述的结果还可望得到在脉冲宽带泵浦方面的改进。     

Cr~(3+):LiNbO_3晶体的光谱特性

分别用分光光度计和激光感生荧光技术测量了Cr~(3+):LiNbO_3晶体的吸收谱和荧光谱。测得晶体的晶场参数D_q/B=2.49,~4T_2与~5E能级的能量差⊿=114cm~(-1),~4T_2-~4A_2跃迁的发射截面σ_(?)=6.58×10~(-20)cm~2,荧光寿命τ_f=2μs。最后从理论上阐明了Cr~(3+)在LiNbO_3晶体中的能级结构。     

终端声子激光器

1963年贝尔电话实验室的L.F.Johnson等首次报导一类新型固体激光器。在MgF_2晶体中掺入过渡金属离子(Ni~(2+),Co~(2+),V~(2+)),其激光波长在红外波段有相当宽的可调谐振荡。最近,这类晶体重新引起重视。美国麻省理工学院林肯实验室又对这类晶体进行深入研究,发展成为一类近红外(1～2微米)可调谐固体激光器(Ni~(2+):MgF_2,V~(2+):MgF_2,Co~(2+):MgF_2和Ni~(2+):MgO)。1979年美国联合化学公司研制成功在红光波段(0.7～0.8微米)可调谐的金绿宝石(Cr~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体,给固体激光器用于波长可调谐打开了新路。     

1.3μm Nd:YAG脉冲激光器

Nd:YAG激光器大都工作于1.06μm波长,为了扩展Nd:YAG激光器的输出波长,我们研究了Nd:YAG激光晶体在室温下另一四能级系统4F_(3/2)→4I_(13/2)发射波长1.3μm的激光特性。关于该波长的连续运转特性,国内、外都曾有过研究报道。这里报道的是脉冲运转特性的实验研究。 一、实验装置 由于室温下Nd:YAG晶体中1.06μm谱线的荧光强度比1.3μm谱线大,所以一般总是1.06μm谱线首先起振。要获得1.3μm激光振荡输出,必须抑制1.06μm激光振荡,并选择适当的谐振腔镜透过率,使1.3μm激光获得足够的增益,实现其振荡输出。     

BeAl_2O_4:Cr~(3+)晶体激光性能的改进

报道了改进BeAl_2O_4:Cr~(3+)晶体激光性能的几项措施。得到的晶体的激光振荡阈值大大降低,而激光器输出能量及调谐范围提高。     

科技简讯

1.不来梅激光技术公司:德国不来梅激光技术有限公司在97年激光展览会上展出的项目有:二极管泵浦倍频固体激光器(波长531nm,输出功率达200mW)、激光晶体和光学元件(如无掺杂的YAG,单晶石英)。在激光器方面具有特色值得一提的有发射绿光的激光指示器,其尺寸只有14×14×14mm~3;在晶体方面,突出的有Nd:LSB和Cr~(4+):YAG。     

激光晶体的研究现状与发展前景

本文论述固体激光晶体的研究现状与发展前景。认为最近的固体激光材料研究趋势分为三个方面:即高功率、高效率和波长可调谐。为得到高输出功率,进行了大尺寸,掺高浓度激活离子(钕)的激光晶体研究,为实现更高效率,普遍利用Cr~(3+)敏化机理研究各种掺钕、铬的双掺激光晶体材料。以实用化为目的,研究振荡波长连续可调谐的晶体材料,同时,添加各种稀土离子作为激光激活离子,得到了从紫外到红外不同激光波长的晶体材料。     

ZnWO_4:Cr~(3+)晶体的荧光光谱测量

ZnWO_4:Cr~(3+)单晶易于生长,Cr~(3+)离子在基质中很稳定,在电子跃迁中与晶格的相互作用较强,可形成电子振动跃迁或终端声子跃迁。因而是一种新型可调谐激光晶体。我们利用自己生长的位错密度低于10~3个/cm~2     

Cr~(3+):GdScGa石榴石晶体在室温下可调谐的连续激光作用

我们首次报告一种过渡族金属激光材料在室温下可调谐的连续激光作用。在C_r~(3+):GdScGa石榴石中,几乎它的所有萤光谱线都集聚在~4T_2→~4A_2这条宽跃迁谱带之中。其萤光寿命τ=120μs。在兰—绿和黄—红光谱区内,激光泵浦的泵浦阈值大约为250mW,斜率效率高达11％。Cr~(3+)激光的自由振荡波长集中在777nm。     

Cr∶Mg_2SiO_4激光晶体的发光机理

掺铬镁橄榄石(Cr∶Mg_2SiO_4)是一种新型激光晶体,可获得可调谐的近红外激光。但其发光机理尚不清楚。作者从实验上用激光诱导荧光法研究了它的发射光谱,并从理论上计算和解释了发光中心的结构和机理。 实验样品是自己生长和加工的,尺寸为14×14×20(mm)~3。泵浦激光的波长分别为0.532μm、0.64μm和1.064μm,用偏振激发方式,在不同方向上得到了结构不同的荧光辐射。实验表明,泵浦光的偏振矢量相对于晶体轴的方向对辐射带的结构有重要影响。泵浦波长为0.532μm时,荧光辐射谱有两个带,带峰分别     

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…     

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。     

Er3+:Yb3+:GdAl3(BO3)4晶体1.5～1.6 μm波段激光性能

采用熔盐法获得了Yb3 和Er3 离子原子数分数分别为20%和1.1%的GdAl3(BO3)4(简称GAB)晶体.在平-凹谐振腔中,利用0.97μm波长光纤耦合准连续(CW)半导体激光端面抽运0.7 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得斜率效率为20%,最高功率为1.75 W的1.5~1.6μm波段激光输出.输出激光波长随吸收抽运功率和输出镜透过率发生变化.当输出镜透过率为1.5%时,随着吸收抽运功率的增加,不仅起振的纵模带增加并且输出功率逐渐从1.60μm的纵模带中转移到1.55μm的纵模带中.而当吸收抽运功率为13.6 W时,随着输出镜透过率的增加,输出激光波长从1.60μm转移到1.52μm.结果表明Er3 和Yb3 双掺的GAB晶体是一种优秀的1.5~1.6μm波段激光材料.     

Gd_(3-x)Ca_xGa_(5-y-z)Mg_yZr_zO_(12):Nd~(3+),Cr~(3+)中能量转移过程的研究

研究激光晶体Gd_(a-x)Ca_xCa_(5-y-z)Mg_yZr_zO_(12):Nd~(3+),Cr~(3+)的能量转移过程。通过荧光衰变测得Cr~(3+)至Nd~(3+)的偶极临界转移距离为12A。     

调Q运转外腔面发射激光器

在光泵浦外腔面发射激光器中,分别用Cr~(4+)∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜SESAM作为可饱和吸收介质,获得了稳定的调Q脉冲输出。使用Cr~(4+)∶YAG晶体时,调Q脉冲的宽度为10μs,脉冲重复频率为26.3 kHz。在相同的脉冲重复频率下,用半导体可饱和吸收镜所获得的调Q脉冲宽度为8μs。基于外腔面发射激光器中增益芯片的量子结构,以及Cr~(4+)∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜各自的时间特性,分析讨论了两种不同的可饱和吸收介质作用下,外腔面发射激光器中调Q脉冲的形成过程,初步清晰了外腔面发射激光器这一特殊种类的激光器中与调Q过程相关的物理图像。