Nd∶KGW多波长激光晶体生长与光谱特性

采用顶部籽晶熔盐法 (TSSG)生长出掺钕钨酸钾钆Nd∶KGd(WO4 ) 2 (Nd∶KGW)多波长激光晶体。XRD分析了晶体结构 ,通过X射线荧光分析 ,检测到晶体中含有W ,K ,Gd和Nd元素。测试了晶体的红外、拉曼和紫外可见吸收光谱 ,计算了晶体中Nd3+ 离子的吸收截面积     

Nd:GYSGG/YVO4双波长人眼安全波段内腔拉曼激光器

以Nd:GYSGG晶体为激光增益介质,a切割YVO4晶体为拉曼增益介质,利用Nd:GYSGG晶体的双波长激光运转特性实现声光调Q 1.5 m人眼安全波段双波长内腔拉曼激光器。为克服Nd:GYSGG晶体严重的热透镜效应对激光器功率的限制,实验确定其同带泵浦吸收峰位置及吸收系数,采用同带泵浦方式减轻热效应。吸收882.9 nm泵浦光功率17.1 W时,在20 kHz的脉冲重复频率下获得1.44 W的1.5 m双波长输出,转换效率8.4%,光束质量因子M2=2.4;棱镜分光测得其中1 497 nm和1 516 nm功率分别为0.55 W和0.89 W,二者脉冲宽度相近,均为15.3 ns左右。与808 nm传统泵浦相比,同带泵浦方式下激光器的输出功率及光束质量均得到明显提升。     

Al2(WO4)3的激光烧结合成及特性

采用激光烧结技术快速成功地将比例适当的Al2O3和WO3粉末合成了形貌良好且致密的Al2(WO4)3材料,并对该材料采用多种分析手段进行了分析。 拉曼光谱分析说明在合适工艺参数下激光烧结可避免原料挥发，使原料完全参与反应。X射线衍射(XRD)分析表明合成物主要是Al2(WO4)3，属空间群Pnca，具有正交结构，可能显示负热膨胀特性，另外还含有少量的AlxWO3(x≤1)和WO3-x(x<1)。扫描电镜(SEM)发现合成物晶粒呈球形、细小、排列致密、少有气孔、尺寸约在10 nm左右。能量散射光谱(EDS)分析显示合成物内部成分分布均匀。热分析则得出合成物中少许杂相为复杂非平衡相。     

Nd3+:KGd(WO4)2激光晶体的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20 mm×60 mm的优质Nd3+:KGd(WO4)2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行测试研究表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.用600 m波长的染料短脉冲(束腰为420μm)激光纵向抽运φ3.5 mm×30mm晶体激光器件,对1352.5 nm激光进行腔内拉曼散射频率自转换,在1539.5 m人眼安全波段实现了44μJ/pulse的激光输出,光-光转换效率为1.26%.用脉冲氙灯抽运φ3.5 mm×26 mm的激光器件,在1.067 μm处得到125.5 mJ的激光输出,激光阈值为≤1.6 mJ.在同等条件下对φ3.5 mm×35 mm的YAG:Nd激光晶体进行了激光实验研究和YAG:Nd3+晶体相比,KGW:Nd3+晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.     

激光二极管抽运的自拉曼Nd∶YVO_4激光器

研究了激光二极管(LD)抽运的自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器的特性。Nd∶YVO4晶体同时作为激光介质和拉曼晶体,通过声光调Q技术,产生了1176 nm的拉曼激光。测量了平均输出功率、脉冲宽度和单脉冲能量随抽运功率和脉冲重复率的变化。典型的1064 nm基频光和1176 nm拉曼光脉冲的脉冲宽度分别为26.3 ns和9.0 ns。在脉冲重复率为20 kHz,抽运功率为8.46 W时,产生了平均功率为0.384 W的1176 nm光的输出,光-光转换效率为4.54%。使用速率方程对自拉曼Nd∶YVO4调Q激光器特性进行了理论研究,把脉冲重复率为10 kHz,20 kHz,30 kHz时拉曼光单脉冲能量和脉冲宽度的实验值与理论值进行了比较,结果基本相符。     

级联Nd:GdVO4自拉曼1 309 nm激光性能研究

报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益,结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜,在声光Q开光调制下,成功实现了基于882 cm-1频移的1 309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10 W入射抽运功率和50 kHz重复频率下,获得了平均输出功率1.48 W,脉冲宽度5.3 ns的1 309 nm激光输出,对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明:以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体,通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出,对丰富固体激光波长具有重要价值。     

Nd:Gd3Ga5O12晶体的生长与拉曼光谱研究

用提拉法成功生长出了Nd:Gd3Ga5O12晶体,并通过激光显微拉曼光谱对其结构进行了研究.使用Ar 激光的325.0和514.5 nm波长激发,区分开了荧光峰与拉曼峰,对出现的荧光峰进行了分析与讨论,将其中的拉曼振动峰与Gd3Ga2(GaO4)3(GGG)晶体四面体、八面体和十二面体的结构相联系,并对其振动模式进行了分类和指认,为将来进一步研究Nd:GGG晶体生长时固液边界层的结构及生长基元在边界层内的变化规律奠定了一定的基础.     

端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/KTA被动调Q级联拉曼激光器EI北大核心CSCD

报道了基于KTA晶体671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移的LD端面抽运被动调Q级联拉曼激光器。采用Nd:YAG/Cr^(4+):YAG复合晶体产生被动调Q的脉冲基频激光来驱动KTA晶体,研究了不同入射抽运功率下级联拉曼激光的输出功率、光谱和脉冲特性。随着抽运功率的增加,输出激光波长从以671 cm^(−1)和234 cm^(−1)频移级联拉曼的1178 nm单波长过渡到与1212 nm同时输出的双波长。在10.05 W的入射抽运功率下,获得了280 mW平均输出功率,6.2%转化效率的双波长激光。对应的脉冲宽度和重复频率分别为1.2 ns和10.3 kHz,单脉冲能量和峰值功率分别为27.2μJ和22.7 kW。结果表明:基于KTA两个相当增益强度的频移,结合腔镜镀膜控制可以获得丰富的斯托克斯激光波长。     

Nd:KGW多波长激光晶体生长与光谱特性

采用顶部籽晶熔盐法(TSSG)生长出掺钕钨酸钾钆Nd:KGd(WO4)2(Nd:KGW)多波长激光晶体.XRD分析了晶体结构,通过X射线荧光分析,检测到晶体中含有W,K,Gd和Nd元素.测试了晶体的红外、拉曼和紫外可见吸收光谱,计算了晶体中Nd3+离子的吸收截面积.     

锆离子掺杂对掺镱SiO2微球自激拉曼激光的增强

受激拉曼散射是拓展激光波长的一种方法。微球腔回音壁模(WGMs)具有模式体积小、功率密度高的特点,有利于研究受激拉曼散射现象。光学介质的极化率大,拉曼增益因子也大,因此通过溶胶-凝胶法在SiO₂微球腔表面共掺杂稀土离子Yb³⁺及重金属离子Zr⁴⁺,以增加膜层极化率的方式增强拉曼增益,获得阈值降低、效率增加的自激发拉曼激光。对比了在976 nm光源激励下SiO₂微球腔分别单掺Yb³⁺与Yb³⁺-Zr⁴⁺离子共掺所产生的1295 nm附近三级自激发拉曼激光,结果表明随着Zr⁴⁺离子掺杂浓度提升至10%,三阶自激发拉曼激光的阈值从129.47 mW降低至15.70 mW,拉曼激光转换效率提升了3.09倍,在相同泵浦功率下获得增强的自激发拉曼激光。     

Nd3+∶Y0.5Gd0.5VO4晶体光谱特性

测量了 0 8at. %Nd3 + ∶Y0 .5Gd0 .5VO4的吸收光谱和荧光发射谱 ,光谱显示该晶体在 80 8 5nm有很强的偏振光吸收峰 ,且π偏振光 (E∥C)吸收远强于σ偏振光 (E ⊥C) 吸收 ,半高宽度分别为 4 5nm和 12nm ,吸收截面分别为 19 6 9× 10 -2 0 cm2 和 6 4 1× 10 -2 0 cm2 ;其荧光发射 (4F3 /2 → 4I11/2 跃迁 )峰值波长在 10 6 4nm ,半高宽度为 3 7nm ;4F3 /2 → 4I11/2 跃迁的荧光寿命为 110 μs;光谱特性表明Nd3 + ∶Y0 .5Gd0 .5VO4晶体是潜在的高效率激光晶体材料     

Nd∶(La,Sr)(Al,Ta)O_3晶体的生长及光谱性能的研究

应用中频感应提拉法生长了新型的Nd3 ∶(La,Sr)(Al,Ta)O3(Nd3 ∶LSAT)晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定Nd3 离子在Nd3 ∶LSAT晶体中的分凝系数为0.587。X射线粉末衍射(XRPD)测试结果表明Nd3 ∶LSAT晶体与LSAT晶体同构。研究了不同退火条件对晶体光谱性能的影响。分析了Nd3 ∶LSAT晶体的光谱性能,Nd3 ∶LSAT晶体的荧光寿命为290μs。比较了Nd3 ∶LSAT和Nd3 ∶YAG,Nd3 ∶YVO4等晶体的光谱参数。结果表明Nd3 ∶LSAT是一种适合激光二极管(LD)抽运的、有前景的激光增益介质。     

3.6W全固态腔内和频Nd∶YVO4橙黄激光器

报道了一种采用光纤耦合激光二极管阵列(LDA)端面泵浦Nd∶YVO4激光晶体、Ⅰ类临界位相匹配BiB3O6(BiBO)腔内和频实现全固态连续橙黄色激光输出的实验结果。波长为593.5 nm的橙黄色激光是由Nd∶YVO4晶体1064 nm和1342 nm双波长非线性和频产生的。当泵浦功率为27.5 W时,得到橙黄色激光最大输出功率3.6 W,光-光转换效率高达13.2%,据我们所知,这是目前利用腔内和频Nd∶YVO4激光器获得593.5 nm橙黄色激光输出的最高效率。     

共掺Ce对Nd,Eu:ZnWO4激光晶体的敏化作用

为了研究共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体的敏化作用,采用提拉法生长了无宏观缺陷的一系列Nd∶ZnWO4,Ce∶ZnWO4,Eu∶ZnWO4,Ce∶Nd∶ZnWO4和Ce∶Eu∶ZnWO4晶体,并进行了X射线衍射(XRD)、吸收光谱和荧光光谱的测试.测试结果表明,在ZnWO4晶体中Ce3 离子在324 nm附近有很强的吸收,可以有效地吸收抽运能量;Ce3 离子与Nd3 离子和Eu3 离子间存在明显的能量转移,使Nd3 离子在474 nm,572 nm的上转换荧光以及Eu3 离子在613 nm处的荧光强度明显增强,并提出了敏化机制和能量转移过程.结果说明,共掺Ce对Nd,Eu∶ZnWO4激光晶体有较好的敏化作用,有助于提高激光晶体的发光强度.     

Nd:Lu3Al5O12晶体光谱与激光性能研究

采用提拉法生长Nd掺杂原子数分数为1%的高质量的Nd:Lu3Al5O12(Nd:LuAG)晶体。对晶体的光谱性能进行了表征。研究发现,Nd:LuAG晶体与相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体均具有相似的峰形和峰位,但特征吸收峰和荧光峰均发生了1nm的红移现象。Nd:LuAG晶体具有比Nd:YAG和Nd:GGG晶体更长的荧光寿命和更宽的吸收线宽。在抽运功率为900mW的钛宝石激光器抽运下,Nd:LuAG晶体获得了420mW的连续激光输出,斜率效率为47.5%,激光抽运阈值为22mW。     

激光二极管抽运主动调Q Nd∶GdVO_4自受激拉曼激光器

采用激光二极管(LD)抽运、主动调Q的方式,利用c向切割的Nd∶GdVO4晶体的自受激拉曼散射(self-SRS)效应,实现了结构紧凑、高效的脉冲拉曼激光器。在输入功率为1.8W,主动调Q10kHz时,自受激拉曼激光器产生了稳定的1176nm的斯托克斯(Stokes)脉冲光,斯托克斯光的单脉冲能量为10μJ,脉冲宽度为19ns。此时,自受激拉曼散射的阈值仅为510mW,斯托克斯光的转换效率为5.6%。实验结果表明,有效的自受激拉曼变频可以通过一个c向切割的Nd∶GdVO4晶体,采用主动调Q的方式来实现。     

808 nm和879 nm端泵自拉曼Nd∶GdVO4 激光器的输出特性研究

为了研究激光二极管端面泵浦a轴切割Nd∶GdVO4自拉曼激光器的热透镜效应对输出特性造成的影响。在808 nm和879 nm两种不同波长端面泵浦条件下,采用横向剪切干涉法测量了连续光自拉曼Nd∶GdVO4激光器的热透镜效应,分别取得两波长所对应的热透镜数值,并将一阶斯托克斯散射光的热透镜效应通过CCD相机成像观测。实验结果表明,879 nm泵浦比808 nm泵浦时激光晶体的热效应有明显减少。为验证以上结果的准确性,实验研究了两种不同泵浦光作用下拉曼光与基频光的输出,获得了最高输出功率为1.4 W和1.6 W的拉曼光,发现当泵浦功率超过20 W,808 nm泵浦输出的拉曼光出现较大衰减。同时,输出808 nm 和879 nm两种光波作用下的基频光,对应斜效率分别为27.5%和38%。并发现小功率抽运时,两波长对应输出区别不明显,只有在大功率抽运状态下879 nm优势才能显现。实验和理论分析说明879 nm抽运更有利于提升Nd∶GdVO4激光器的量子效率。     

Nd:Y2O3透明陶瓷4F3/2-4I11/2跃迁光谱及高效激光输出

报道了采用真空烧结法结合热等静压技术制备的Nd:Y₂O₃透明陶瓷的荧光光谱特性及相关激光输出。通过与Nd:YAG透明陶瓷的荧光光谱对比,表明Nd:Y₂O₃透明陶瓷的4F_3/2-4I_11/2跃迁光谱存在着多个增益相当的谱线,这更有利于实现同时双波长段激光振荡;不同斯塔克子跃迁光谱的离散特性有利于通过腔镜镀膜控制不同波长损耗,获得丰富的1.0~1.1 μm波段激光。利用简单的平平两镜腔结构完成进一步的实验,通过选择的输出镜片镀膜获得了输出功率3.62 W、转换效率40.4%的1074.6 nm和1078.8 nm的双波长输出和输出功率1.7 W、转换效率19.4%的1130.3 nm波长输出。     

双波长Nd…Lu_(0.99)La_(0.01)VO_4激光器

研究了光纤耦合半导体激光器端面抽运c切Nd…Lu_(0.99)La_(0.01)VO_4晶体的激光性能。根据该晶体在~4F_(3/2)→~4F_(11/2)能级跃迁的光谱特性及四能级激光系统的阈值条件,理论计算了产生1068nm和1085nm的单、双波长激光的实验条件。实验研究了该晶体在自由运转条件下产生1068nm和1085nm单波长激光输出的性能,并使用具有亚太赫兹自由光谱范围的法布里-珀罗标准具调节1068nm和1085nm两个激光振荡波长的增益竞争,实现了4.4THz频差的多瓦连续波双波长激光的稳定、均衡输出。     

主动调Q内腔式Nd:YAG/GdVO4拉曼激光器

研究了激光二极管(LD)端面抽运的主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器的激光特性,测量了不同抽运功率和脉冲重复频率条件下的平均输出功率和脉冲宽度.当注入的抽运功率为[7.44 W,脉冲重复频率为20 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大平均输出功率为1.3 W,对应的光-光转换效率为17.4%;当注入抽运功率为6.8 W,脉冲重复频率为[15 kHz时获得的1174.5 nm拉曼光的最大单脉冲能量为74.4 μJ.与Nd∶GdVO4自拉曼激光器进行实验比较和分析,实验结果表明主动调Q内腔式Nd∶YAG/GdVO4拉曼激光器可以获得比Nd∶GdVO4自拉曼激光器更高的平均输出功率和转换效率.