Cr,Yb:YAG晶体的光谱性质

采用提拉法生长了原子分数为10％的Yb和不同掺杂浓度Cr的Cr,Yb:YAG激光晶体.测试了室温下晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.随着晶体中Cr离子掺杂浓度的增加,晶体在1.03μm处的吸收系数增大、荧光强度和荧光寿命下降,同时Yb3+→Cr4+能量转移效率增加、量子效率降低.确定了Cr,Yb:YAG晶体中Cr的最佳浓度值.

Cr,Tm,Ho∶YAG中Tm→Ho的能量转移

本文采用Boltzmann分布近似 ,计算了不同温度下Tm→Ho的净能量转移 ;计算了实验中不同温度下Ho3 + 离子的荧光发射强度在整个Tm—Ho体系荧光发射中的比例。我们的实验和计算表明 ,对Tm—Ho准三能级体系采用Boltzmann分布近似 。

LD端面泵浦变热传导系数YAG-Nd:YAG复合晶体温场特性研究

为了解决LD泵浦YAG-Nd:YAG复合晶体的热效应问题,建立了端面绝热、周边恒温的YAGNd:YAG复合晶体热模型。考虑到YAG-Nd:YAG复合晶体热传导系数是随温度变化的函数,利用解析方法与Newton切线法相结合的方法对热传导方程进行求解,得到了LD端面泵浦YAG-Nd:YAG复合晶体变热传导系数情况下温度场的一般表达式。定量计算了泵浦光功率、光斑半径对温度场分布的影响。研究结果表明:在将Nd:YAG晶体的热传导系数视为定值13W·m-1·K-1时,使用60W LD端面中心入射YAG-Nd:YAG复合晶体时(未掺杂Nd3+的YAG段长度2mm,Nd:YAG段掺Nd3+质量分数1.0%),晶体内部的最大温升为20.3℃;而将热传导系数视为随温度变化的函数时,晶体内部的最大温升为26.1℃。研究结果为正确计算YAGNd:YAG复合晶体温度场分布提供了方法,并为合理设计谐振腔提供了理论依据。

加入敏化离子C_r^（3＋）的RE：YAG晶体中能量转移

测量了Ｃｒ３＋和ＲＥ３＋（Ｔｍ３＋，Ｈｏ３＋，Ｎｄ３＋）共掺的ＹＡＧ晶体的吸收谱、荧光谱和Ｃｒ３＋的荧光衰减曲线．计算了Ｃｒ３＋向ＲＥ３＋能量转移的效率和速率．它是依Ｈｏ３＋、Ｎｄ３＋，Ｔｍ３＋递增的，提出比较能量转移效率大小的简便方法．

Nd:YAG调Q脉冲泵浦的Cr^(4+):Mg_2SiO_4激光器

采用Nd∶YAG调Q激光器输出的1.06μm光脉冲泵浦掺铬镁橄榄石(Cr4+∶Mg2SiO4)晶体,实现Cr4+∶Mg2SiO4激光器的增益开关运转.Cr4+∶Mg2SiO4在46 mJ的泵浦能量下,输出激光脉冲的中心波长约为1.22μm,能量和脉宽分别为4.8 mJ和8.2 ns,其光-光转换效率达到12%.同时,研究激光器的光-光转换效率随聚焦透镜焦距的变化特性.

复合Nd:YAG晶体固体激光器热效应研究

通过使用Comsol有限元仿真软件中的热传导模块,对以下四种晶体在端面泵浦工作情况下晶体内部温度分布进行了模拟分析。其中包含:(1)3 mm×3 mm×10 mm均匀掺杂Nd∶YAG晶体;(2)两个端面分别键合3 mm长YAG晶体的3 mm×3 mm×10 mm Nd∶YAG复合晶体;(3)侧面键合厚度1 mm的YAG晶体5 mm×5 mm×10 mm复合Nd∶YAG晶体;(4)四个侧面分别键合厚度1 mm的YAG晶体,两个端面分别键合3 mm长的YAG晶体的5 mm×5 mm×10 mm Nd∶YAG晶体。在泵浦功率为30 W时,四种晶体的最高工作温度分别为153℃,114℃,157℃,115℃。结果表明,与侧面键合结构相比,端面键合是降低激光晶体的工作温度,减小热效应的有效方法。为研究侧面键合结构的适用条件,论文降低了晶体侧面的导热系数,模拟了在同样的泵浦功率条件下四种晶体的最高温度,分别为212.014℃,149.158℃,186.741℃和134.410℃。模拟结果表明在侧面散热条件比较差的条件下,侧面与端面双重键合是降低激光晶体热效应的最佳选择。在实验方面,采用LDA作为泵浦源,在泵浦功率为18 W时,得到侧面与端面双重键合的Nd∶YAG的输出功率最高,为12.1 W,转换效率为67.2%,实验结果与理论模拟结果相符合。

(Cr,Tm,Ho):YAG晶体中Tm^(3+)离子的中介能量转移作用

测定了晶体的吸收谱，荧光谱和荧光寿命，用Taylor和Dexter理论计算了Cr3+－Ho3+,Cr3+－Tm3+和Tm3_－Ho3+离子间能量转移效率和转移几率．讨论了（Cr，Tm．Ho）：YAG晶体中Tm3+的能量转移中介作用．

（Ho，Cr）∶YAG单晶光纤生长与光谱特性分析

本文工作中用ＬＨＰＧ生长Ｈｏ∶ＹＡＧ，（Ｈｏ，Ｃｒ）∶ＹＡＧ，Ｃｒ∶ＹＡＧ等单晶光纤（ＳＣＦ）。在室温下测试了这些单晶光纤的吸收谱、荧光谱、荧光寿命等光谱参数。通过荧光寿命分析了Ｃｒ→Ｈｏ和Ｈｏ→Ｃｒ之间的能量转移过程及能量转换效率η，并通过荧光衰减曲线的计算机拟合，计算了Ｈｏ→Ｃｒ之间的微观相互作用参数Ｃ＿（ＤＡ）。

YAG晶体中Cr^（3＋）→Tm^（3＋），Er^（3＋）→Tm^（3＋）的能量

研究了加入敏化离子Ｃｒ３＋和Ｅｒ３＋的Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的吸收谱和荧光谱，计算了Ｃｒ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋离子的２Ｅ、４Ｉ１３／２、３Ｆ４能态的平均寿命及能量；转移效率、转移速率．得出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋转移效率为８０％，转移速率为２．１×１０３ｓ－１．由（Ｅｒ，Ｔｍ）：ＹＡＧ的荧光谱可见存在Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋的有效的能量转移．讨论了Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋和Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移的不同．

白光LED用Ce,Cr共掺Y_3Al_5O_(12)单晶发射光谱和能量转移研究

监测共掺Ce,Cr的钇铝石榴石单晶(YAG,Y3Al5O12)Cr3+离子发射的红光波段,其激发光谱在波长460 nm处有一个强烈的激发宽带,可以证实存在能量传递。比较Cr3+浓度相同的共掺Ce、Cr两种元素的晶体和单掺Cr元素的晶体,发现Cr3+的发射光谱在红光部分,前者的发射强度剧烈增加,比后者多出一个数量级。研究发现红光部分发射增强的原因是两种掺杂离子之间发生Ce3+(2E)到Cr3+(4T)的能量转移。