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…     

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…     

激光二极管抽运Na,Yb:CaF2晶体实现低阈值激光输出

与Nd3+相比,Yb3+具有能级结构简单,本征量子缺陷低(＜O.1),辐射量子效率高,而且吸收和发射光谱非常宽,适合激光二极管(LD)抽运宽带调谐激光运转和超短脉冲的产生.特别是掺Yb晶体适合高亮度的InGaAs激光二极管抽运,从而成为近年来激光二极管抽运全固态激光器中备受关注的增益介质.但是掺Yb激光晶体属三能级系统,抽运阈值普遍较高.因此,寻找低阈值、实用化掺Yb晶体介质是近年来激光晶体的重要发展方向.     

激光二极管抽运高浓度掺杂Yb∶YAG晶体获得3.8W连续激光输出

在热力学性质优良的ＹＡＧ晶体中,Ｙｂ3 离子仅有的两个电子态产生Ｓｔａｒｋ分裂后,形成准三能级的激光能级,具有高的激光效率和掺杂浓度,较Ｎｄ3 离子的四能级分布更容易在激光二极管抽运下产生高功率激光输出。我们采用Ａｌ2Ｏ3,Ｙ2Ｏ3和高纯Ｙｂ2Ｏ3粉料,已经能够生长掺杂浓度高达30ａｔ%的Ｙｂ∶ＹＡＧ晶体毛坯,尺寸约为φ30ｍｍ×80～100ｍｍ。Ｙｂ∶ＹＡＧ晶体中色心的形成与生长气氛有关,即在中性气氛下生长出来的晶体是缺氧的,其中位于375ｎｍ的吸收带及430ｎｍ发光带可能对应于Ｙｂ2 离子的Ａ1ｇＴ1ｕ跃迁,而位于625ｎｍ的吸收带…     

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，     

钛宝石激光抽运Nd:GdAl3(BO3)4晶体输出蓝绿色激光

利用钛宝石激光器抽运Nd3+:GdAl3(BO3)4(NGAB)非线性激光晶体,通过抽运光与基波光自混频实现了连续蓝色激光输出.在此基础上,将一块KTP非线性光学晶体插入到NGAB晶体和输出镜之间,实现了蓝绿色激光的同时输出.     

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。     

Yb∶YCa4O(BO3)3晶体及其激光器研究

Yb∶YCa4O(BO3)3(简称Yb∶YCOB)晶体是1998年报道的新材料[1],具有荧光寿命长(是Yb∶YAG的2.4倍)、吸收波段宽、非线性系数大、能实现自倍频运转等优点,是激光倍频和激光自倍频晶体的新品种.我们对该材料的多晶制备、单晶生长、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命和激光器件等进行了比较系统的研究,取得了一些结果.     

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∶BOYS[1],Yb∶KYW[2],Yb∶SYS[3]等。激光材料的发射谱带越宽,愈容易实现宽调谐和高功率超快激光的输出。Yb离子占据基质中低对称性的格位或多种格位,非常有利于吸收和发射光谱的宽化。实验中采用中国科学院上海光学精密机械研究所研制生长的Yb∶Gd2Si O5(Yb∶GSO)晶体。Yb∶GSO晶体垂直切割、双面镀940~98…     

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     

660nm激光抽运LiTaO_3∶Cr~(3+)晶体的激光运转

利用 6 6 0nm的巨脉冲激光抽运一种新的激光晶体LiTaO3∶Cr3+ ,获得了 1mJ的 90 1 6nm巨脉冲激光输出。经BBO晶体倍频获得了 45 0 8nm的蓝绿激光输出。     

LD抽运Nd~(3 )∶Ca_3(VO_4)_2晶体实现1.06μm脉冲激光输出

我们生长出了大尺寸的Ｃａ3(ＶＯ4)2钒酸钙晶体并且探索以极化的条件,同时对于ＬＤ抽运Ｃａ3(ＶＯ4)2激光进行了探索,实现了脉冲激光输出。实验中采用ＳＤＬ3450型10Ｗ阵列二极管激光器脉冲方式工作,激光经光纤传导耦合到晶体上,晶体采用厚度为2ｍｍ的ｃ向切片,在光的入射面镀双色膜,对106μｍ反射率为998%以上,对808ｎｍ透过率为95%,晶体的另一侧镀单色膜,对106μｍ的透过率大于995%以减少腔内反射损耗,晶体非通光面用铟箔包紧后放入通水降温铜环中,出射的光传播到Ｒ=80ｍｍ,Ｔ<0.5%的凹面镜上。凹面镜和晶体双色膜之间形成一光学谐振腔形…     

激光二极管抽运高浓度掺杂Yb:YAG晶体获得3.8 W连续激光输出

在热力学性质优良的YAG晶体中,Yb3+离子仅有的两个电子态产生Stark分裂后,形成准三能级的激光能级,具有高的激光效率和掺杂浓度,较Nd3+离子的四能级分布更容易在激光二极管抽运下产生高功率激光输出.     

LD抽运Nd3+:Ca3(VO4)2晶体实现1.06 μm脉冲激光输出

我们生长出了大尺寸的Ca3(VO4)2钒酸钙晶体并且探索以极化的条件,同时对于LD抽运Ca3(VO4)2激光进行了探索,实现了脉冲激光输出.     

LD抽运实现Er,Yb共掺磷酸盐玻璃微片连续激光输出

掺铒激光玻璃能实现 1 .5 4μm波长的激光 ,对人眼安全 ,又处于通信窗口 ,可以应用于通信和测距仪等方面。我们利用自己制备的 Er,Yb共掺磷酸盐玻璃 (铒离子荧光寿命τ =7.5 ms,峰值发射截面σem =0 .8× 1 0 - 2 0 cm2 ,Yb2 O3浓度 :1 5 .6 wt- % ,Er2 O2 浓度 :0 .5 wt- % ) ,用中国科学院北京半导体研究所的 974nm( 2 W)半导体激光器作为抽运源 ,利用两个透镜对 LD抽运光进行整形 ,入射到铒玻璃上抽运光的光斑大小约为 5 0～ 80 μm,形状为椭圆形。铒玻璃的厚度为 2mm,一面镀 974nm增透膜 ( T =92 % ) ,1 5 40 nm全反膜 ,另一面镀 1 …     

激光二极管抽运Nd∶YVO_4晶体五倍频213 nm深紫外激光器

报道了一种声光调Q激光二极管抽运Nd∶YVO4晶体腔外五倍频213nm深紫外全固态激光器。实验上分别利用KTP和两块BBO晶体产生532nm倍频绿光,266nm紫外四倍频以及基波与四倍频的混频,实现了从Nd∶YVO4近红外激光到213nm深紫外激光的频率变换。在10.3W抽运功率下,获得平均输出功率3.1mW,脉宽7.5ns的213nm深紫外激光输出。     

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.     

激光二极管抽运10%Yb∶YAG晶体微片获得5.2 W连续激光输出

本课题组于1996年首先在国内开始Yb∶YAG激光晶体研究;1997年于国内首次获得脉冲激光输出;1998年于国内首次获得连续波激光输出. 为了进一步提高Yb∶YAG激光晶体的品质,开展了以消除杂质离子和色心为目的的中频感应加热提拉法生长研究.生长中采用Al2O3、Y2O3和高纯Yb2O3粉料.已经能够生长掺杂浓度高达30at%的Yb∶YAG晶体毛坯,尺寸约为30 mm×(80～100) mm.同时通过高温氧化退火消除了色心. 在以色列本*古里安大学对本课题组生长的10at%掺杂Yb∶YAG晶体进行了高功率激光二极管抽运的激光实验,抽运波长为940 nm.实验中Yb∶YAG晶体的尺寸为Φ1.5×1 mm的微片,两平行端面抛光处理,一面镀940 nm波长的HT增透膜和1030 nm波长的HR高反膜作为激光腔的后腔镜,另一面镀1030 nm波长的AR增透膜.1030nm波长激光输出腔镜的透过率分别为1%、2%和5%,整个激光腔的长度为15 mm.在10°C低温条件下,激光二极管抽运功率为18 W和输出耦合镜的透过率为5%时, Yb∶YAG晶体微片获得的最大连续激光输出功率为5.2 W;对于三种不同的输出耦合率,分别得到高达33%的斜率效率,而且晶体的抽运阈值较低(为2.2 W).在实验过程中没有出现饱和现象.(OC9)     

Ho3 ,Yb3 :YA13(BO3)4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,YB3+共掺的Ho3+,YB3+YA13(BO3)4(Ho,YBYAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,YBYAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2＝1.50639×10-18 cm2、Ω4＝4.86489×10-19 cm2和Ω6＝1.40248×10-19 Cm2.研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光.