低温下运行的光纤耦合激光二极管抽运 Tm,Ho:YLF激光器

为了实现小型化、高功率、高效率连续2μm激光输出，采用中心波长792nm激光二极管(LD)抽运双掺杂Tm．Ho：YLF晶体，将晶体封装在装有350mL液氮的杜瓦装置中．使其工作在77K温度条件下。光纤耦合激光二极管出纤功率14．8W．数值孔径0．3，芯径400μm。激光二极管端面抽运Tm，Ho：YLF激光器，产生2．05μm线偏振连续激光输出，最大功率5．2W。由于Tm^3-离子能级间的交叉弛豫效应导致的高抽运量子效率，实验获得的光-光转换效率为35％，斜度效率达到40％。采用双端面抽运结构．两个激光二极管注入功率29．6W时，Tm，Ho：YLF激光器输出功率达10．2W，相当于光光转换效率33％，斜度效率36％。     

双掺Tm、Ho氟化钇锂激光器的研究进展

详细分析了双掺Tm、Ho：YLF激光的运行机制,总结了Tm、Ho：YIF固体激光器技术的发展状况,对典型激光器腔结构进行了概述,最后指出了应用前景。     

低温下运行的光纤耦合激光二极管抽运Tm,Ho∶YLF激光器

为了实现小型化、高功率、高效率连续2μm激光输出,采用中心波长792nm激光二极管(LD)抽运双掺杂Tm,Ho∶YLF晶体,将晶体封装在装有350mL液氮的杜瓦装置中,使其工作在77K温度条件下。光纤耦合激光二极管出纤功率14.8W,数值孔径0.3,芯径400μm。激光二极管端面抽运Tm,Ho∶YLF激光器,产生2.05μm线偏振连续激光输出,最大功率5.2W。由于Tm3+离子能级间的交叉弛豫效应导致的高抽运量子效率,实验获得的光-光转换效率为35%,斜度效率达到40%。采用双端面抽运结构,两个激光二极管注入功率29.6W时,Tm,Ho∶YLF激光器输出功率达10.2W,相当于光-光转换效率33%,斜度效率36%。     

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%。     

掺钬氟化钇锂——一种在2.06微米工作的激光材料

多敏化掺钬氟化钇锂是目前唯一可在室温条件下产生2·06微米激光的低阈值、高效率的激光晶体。近年来,美国陆军电子指挥部等单位对这种晶体非常重视,对材料本身、与之配用的泵浦,使用这种材料的器件都做了大量工作,并已用于手提式激光测距机。该晶体的基质为氟化钇锂(LiYF4),激活离子为钬(Ho3+),敏化离子为铒(Er3+)、铥(Tm3+)、镱(Yb3+)等。多敏化掺钬氟化钇锂常简写为αβYLF或LiRF4。其组成为LiY(l-x-y-z)Erx Tmy HozF4,代表成份为LiY0.416Er0.5 Tm0.067 Ho0.017 F4。     

激光技术与应用

高脉冲电流泵浦下二极管激光器双谱带的产生；在超高激励条件下半导体激光器的新物理特征；XeCl激光器工作媒质的模拟;黎巴嫩首都贝鲁特激光技术设备的国家计量标准;高功率运转的Tm，Ho：YLF固体激光器的耦合热光模拟     

Nd~(3+):LiYF_4单晶生长

1.前言LiYF_4(YLF)属四方晶系,晶格常数值;a轴为5.26±0.03A,c轴为10.94±0.03A,是融点为819℃的激光用晶体。YLF的热导率比Y_3Al_5O_(12)(YAG)要小一半左右,由于折射率的温度系数是负值,所以热透镜效应比YAG要小得多。由此可见,YLF激光器有可能是一种比YAG激光光束质量要好的激光器。另外,YLF容易掺杂稀土类的激活离子,因此激光振荡可从紫外到红外区域。Ce~(3+):YLF的0.325     

多种激光用途的氟化钇锂晶体特性与生长

氟化钇锂(LiYF_4,简称YLF)是一种较新的激光基质材料,具有良好的光谱和激光性能,尤其具有抗紫外辐射和适于多掺杂特性。掺入不同激活离子在室温下可以发射不同波长的激光。由于非线性折射率(n_2)小和波面畸变小等特点,又是高功率、大能量激光装置振荡器优良工作物质。在新一代激光核聚变激光器研究中正受到各国的重视。 我们通过对原料制备、处理、配比选择和晶体生长条件等方面的研究,用中频感应加热提拉法在国内首次生长了YLF:Nd、YLF:Ho、YLF:Er、YLF:No、Er、Tm透明单晶。 对生长的晶体作了透过率、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命等项测定。YLF晶体透过率高,透过波段宽,特别是紫外吸收小。     

2μm波段固体激光材料的发展

本文综述了以Ho~(3-)、Tm(3+)为激活离子的2μm波段固体激光材料的发展,介绍了Cr,Tm,Ho:YAG,Cr,Ho:YAG和Tm:YAG等主要材料的激光特性和晶体生长方法,讨论了敏化作用和稀土离子宽带调谐激光原理。     

激光二极管泵浦室温Tm,Ho:YLF微片激光器的实验研究

对激光二极管泵浦Tm，Ho：YLF平平腔微片激光器进行了实验研究。在室温下获得2μm连续激光输出，最大输出功率343mw，最大光-光效率为16．8％，斜率效率为21．8％。讨论了激光晶体的热效应以及激光模半径与泵浦光斑半径匹配对激光输出功率和输出光束质量的影响。     

2μm激光晶体Ho:YAP理论及实验分析

介绍了一种适合于掺杂Ho3+的激光基质,Ho:YAlO3(Ho:YAP)。这种基质相对于现阶段常用的Ho:YAG、Ho:YLF、Ho:GdVO4有着较为明显的优势,吸收谱线较宽、吸收截面大、各向异性、生长周期短、输出功率不易饱和等。通过计算证明了Ho:YAP作为激光晶体的可能性,并实验研究了Ho:YAP这种新激光晶体的输出特性。当注入Tm:YLF的功率为15.6 W时,得到8.57 W连续输出的、波长为2 118 nm的Ho:YAP激光。斜率效率达到63.7%,Tm:YLF到Ho:YAP的转换效率为54.5%,光束质量因子M2为1.39。     

长波红外固体激光器实现300 Hz、10 mJ窄脉宽大能量输出

<正>2023年10月，中国科学院上海光学精密机械研究所中长波红外固体激光技术研究团队报道了一台Ho∶YAG主振荡放大器（MOPA）泵浦磷锗锌（ZnGeP2,ZGP）MOPA系统的大能量长波红外激光器，结构原理示意图如图1所示。泵浦源Ho∶YAG MOPA系统由6个Tm∶YLF激光器（Tm1～Tm6）、硅酸镓镧（La3Ga5SiO14, LGS）电光调Q振荡器和二级放大器组成。Ho∶YAG振荡器采用平凸腔结构，由一个2.1μm高反射（HR）的平面镜（M1）、两个对1.9μm高透（HT）和2.1μm HR的二色镜（M2）以及一个曲率半径为250 mm、透光率为70%的平凸输出镜（M3）组成。     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-Na2O),根据测量得到的吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品中Ho3+离子的强度参数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。同时,测量得到了不同Ho3+离子掺杂浓度下玻璃样品的荧光发射谱。结果显示,在808nm抽运光激励下Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃样品发射出较强的2.0μm中红外荧光。分析表明,较强的Ho3+离子中红外荧光来自于Tm3+/Tm3+离子间共振的能量传递过程,以及Tm3+/Ho3+离子间基于零声子和单声子辅助非共振的两部分能量传递过程。由此进一步计算得到了Tm3+/Tm3+、Tm3+/Ho3+离子间的能量传递微观速率、临界半径和声子的贡献。最后,计算分析了Ho3+…5I7→5I8能级间跃迁的2.0μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Tm3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为2.0μm波段中红外固体激光器的潜在增益基质。     

磁性材料、超导材料和器件

O482,TN2482005050032能量传递上转换对Tm,Ho:YLF激光器阈值的影响/张新陆,王月珠,鞠有伦(哈尔滨工业大学光电技术研究所可调谐激光国家重点实验室)//物理学报.―2005,54(1).―117～122.根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho:YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程,在考虑能量传递上转换的情况下,建立了准三能级阈值速率方程,得出了激光器阈值的解析解.给出了阈值与激光器设计参数的关系,并分析了能量传递上转换对激光器设计参数的依赖关系.实验上得到了不同输出耦合透过率下的激光阈值,验证了理论的合理性。图8表0参21O482.3,TN304.07200505003…     

低温下运行的LD抽运Tm,Ho:YLF激光器

研究了在低温条件下,利用功率为2 W的激光二极管(LD)抽运液氮制冷Tm(6%),Ho(0.5%):YLF激光器,产生波长为2.05 μm的线偏振连续激光输出,最大功率350 mW,光-光转换效率为20%.     

华北光电技术研究所1980年科研成果简介

激光晶体氟化钇锂(YLF)激光晶体以其优异的紫外特性和适合于多种稀土激活离子和敏化离子的掺杂,能产生0.3～3微米多种激光跃迁而受到国内外重视。1980年在原材料选择、制备和晶体生长条件方面采取了多项措施,获得了Nd∶YLF、Er∶YLF和Ho∶YLF三种透明晶体,完成了Y、Li、F的化学分析方法试验,掺杂Er,Nd,Ho的X-射线荧光光谱分析表明,透明晶体的含F量接近化学式量(44.05％),不     

华北光电研究所198O年激光晶体研究进展

氟化铌锂突破技术关获得激光运转YLF激光晶体以其优异的紫外特性和适于多种稀土激活离子、敏化离子的掺杂,能产生0.3～3.9微米20多种波长的激光跃迁,受到国内外重视.我们在研究过程中长期存在晶体失透技术关.1980年在原料制备、晶体生长条件等方面采取多项技术措施.突破了晶体失透技术关.获得Nd:YLF,Er:YLF和Ho:YLF三种透明单晶.Nd:YLF激光棒装在专门设计的激光器中进行激光测试,获得激光运转.其性能为:     

纵向抽运Tm，Ho：YLF微片激光器激光特性的研究

从速率方程理论出发，得到了抽运功率阈值和激光输出功率的解析表达式。通过钛宝石激光器抽运Tm，Ho：YLF微片，获得90mW的2μm波长激光连续输出。得到了抽运功率和输出功率之间的关系以及抽运光与振荡光之间的转换效率关系。同时也给出了温度对激光输出效率的影响。     

激光二极管抽运10.5Wc轴切割Tm,Ho:YAP连续激光器的研究

设计并研究了高功率和高效率2044 nm c轴切割Tm,Ho:YAP连续激光器。利用中心波长为794.75 nm激光二极管双端面抽运c轴切割Tm,Ho:YAP晶体,晶体尺寸为4 mm×4 mm×7 mm,其中Tm3+和Ho3+掺杂原子数分数分别为5%和0.3%,晶体采用液氮制冷。激光晶体的两个端面均镀有792~796 nm和1900~2100 nm的高透膜。c轴切割Tm,Ho:YAP激光器的谐振腔由一个平凹镜和一个平镜构成平凹腔,谐振腔的物理腔长为150mm。通过改变激光二极管的温度变换抽运波长,实验获得了10.5 W的连续输出功率和37.4%的光光转换效率。     

发射深红色激光的Ho:YLF

报导了2％Ho:YLF在室温下~5S_2→~5I_7跃迁的激光工作。用闪光灯和染料激光器泵浦的实验获得λ=750毫微米振荡。用上述泵浦测试阈值分别为4焦耳/厘米和3×10~(-4)焦耳/厘米。750毫微米的Ho:YLF是四能级激光器,其受激发射截面为σ=9.7×10~(-19)厘米~2。