新型中红外激光晶体Er^(3+)/Ho^(3+)/Eu^(3+)∶PbF_(2)的生长和性能

采用垂直布里奇曼法成功生长了Er^(3+)/Ho^(3+)/Eu^(3+)三掺杂PbF_(2)的中红外激光晶体。该晶体在980 nm泵浦下,首次获得了从2600~3200 nm的宽带中红外发光,其半高宽(FWHM)为300 nm,这是Er^(3+)的2.7μm发射峰(2600~2950 nm)和Ho^(3+)的2.9μm发射峰(2800~3200 nm)叠加的结果。此外,失活离子Eu^(3+)的引入可以有效克服Er^(3+)和Ho^(3+)离子的自终止瓶颈效应。研究发现,与Er^(3+)/Ho^(3+)∶PbF_(2)晶体相比,Er^(3+)/Ho^(3+)/Eu^(3+)∶PbF_(2)晶体具有更高的荧光分支比,在Er^(3+):^(4)I_(11/2)→^(4)I_(13/2)跃迁为18.7%和Ho^(3+):^(5)I_(6)→^(5)I_(7)跃迁为18.0%;以及有更大的发射截面,在2745 nm时为0.621×10^(-20) cm^(2),在2905 nm时为0.728×10^(-20) cm^(2)。这些有利的光谱特性表明,Er^(3+)/Ho^(3+)/Eu^(3+)∶PbF_(2)晶体在商用980 nm激光二极管泵浦下,可能是2.6~3.2μm中红外激光器的一种有前景的材料。