铒/镱共掺硼酸钙镧晶体的生长和光谱性质(英文)

在CaO-Li_2O-B_2O_3助熔体系中,生长了掺铒和镱的硼酸钙镧(Er^(3+):Yb^(3+):La_2CaB_(10)O_(19),Er:Yb:LCB)晶体。Er:Yb:LCB晶体中Er^(3+),Yb^(3+)的分凝系数分别为0.50,0.25。X射线衍射分析表明:Er:Yb:LCB和LCB具有相同的晶体结构。Er:Yb:LCB晶体的熔点大约为1046℃。Er:Yb:LCB晶体的吸收光谱和荧光光谱的测试结果表明:与Er:LCB相比,Er:Yb:LCB晶体在970 nm的吸收系数显著提高,在1 531 nm的发射强度也显著增强,其荧光寿命为0.48 ms。

铒镱共掺双包层光纤的研究

文中主要介绍了用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备铒镱共掺双包层光纤的设计、制作及性能。通过铒镱掺杂浓度的对比实验以及制备工艺的改进,找到了合适的铒镱掺杂浓度比,提高了铒镱掺杂浓度,有效防止了预制棒芯部的凹陷,最终制作出铒镱掺杂浓度高(吸收系数≥2dB/m)(976nm)、内包层形状为D形的铒镱共掺双包层光纤。

Yb^(3+)和Ce^(3+)对Er^(3+)掺杂碲酸盐玻璃光谱性质的影响

在掺Er3+的70TeO2–20ZnO–5La2O3–5Nb2O5(各组成以摩尔比计)玻璃中引入Yb3+和Ce3+,分析比较了975nm泵浦下Yb3+和Ce3+对于Er3+的1.5μm波段红外荧光和可见上转换发光特性的影响。结果表明:在掺Er3+的碲酸盐玻璃中引入Yb3+,有效地提高了Er3+的1.5μm波段红外荧光强度、展宽了其荧光谱,也显著增强了可见上转换发光强度。随着玻璃中Ce3+的引入,进一步提高了Er3+的4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,1.5μm波段红外荧光也得到进一步增强,但可见上转换发光大幅减弱。与Er3+/Yb3+共掺相比,Er3+/Yb3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃是一种更为理想的应用于1.5μm波段宽带放大器的增益介质。

铒镱共掺钨酸钆钾激光晶体生长、结构及光谱特性

采用顶部籽晶提拉法生长出铒镱共掺钨酸钆钾[Er^(3+):Yb^(3+):KGd(WO_4)_2,Er:Yb:KGW]激光晶体。这种晶体的最佳生长工艺参数为:转速为10～15 r/min,提拉速率为1～2mm/d,降温速率为0.05～0.1℃/h,生长周期为10～15d。X射线衍射分析表明,所生长的晶体为β-Er:Yb:KGW。经热重-差热分析确定:晶体的熔点为1079℃,相转变温度为1024℃。测量晶体的红外及Raman光谱,并对峰值及相应的原子基团振动进行了归属。晶体样品的吸收光谱显示:在380,52.3,935nm和981 nm处存在较强的吸收峰,主峰981 nm处的吸收截面积为3.35×10^(-20)cm^2。分别在488nm和980nm波长光激发下,均可以产生较强的1.53μm对人眼安全的激光,表明Yb^(3+)对Er^(3+)具有敏化作用,既提高了对泵浦光的吸收效率,又降低了激光振荡阈值。

短腔Er/Yb光纤光栅激光器

报道采用光敏Ｅｒ／Ｙｂ 光纤制作短腔Ｅｒ／Ｙｂ 光纤光栅激光器的实验结果。激光谐振腔由一对直接写在３０ ｍ ｍ 长的Ｅｒ／Ｙｂ 光纤上、长度分别为６ ｍ ｍ 及１０ ｍ ｍ 、反射率分别为９０％ 及９８．６％ 、３ ｄＢ带宽分别为０．２８ ｎｍ 及０．２６ ｎｍ 的光纤布拉格光栅组成， 激光器的泵浦阈值为８ｍ Ｗ， 斜效率约１４％ ， 输出光的信噪比为６１ ｄＢ， 偏振模抑制比为３０ ｄＢ。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Ce^(3+)共掺碲酸盐玻璃光谱特性及能量传递机理

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3+的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3+/Yb3+/Ce3+共掺组分为(72.5–x)TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3(x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%)的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3+和Ce3+离子掺杂对于Er3+的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示:Yb3+和Ce3+的引入能显著增强975 nm泵浦下Er3+的1.55μm波段荧光强度。分析表明:Er3+在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3+/Yb3+、Yb3+/Er3+离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3+/Ce3+离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。

铒镱共掺光纤光栅的谐振增强型非线性光学效应

介绍了掺杂稀土元素的光纤非线性增强的机理 ,给出了几种常用的掺杂稀土元素光纤和波导的非线性数据。掺杂稀土元素的光纤的非线性较之普通石英光纤的非线性有较大地增强 ,然而掺杂稀土元素的光纤的非线性响应速度较慢 ,并且和抽运光以及掺杂浓度相关。实验研究了铒镱共掺的光纤光栅的谐振增强型光学非线性 ,采用 980nm抽运光入射到光栅 ,用光谱仪观察光栅的透射谱。当抽运光入纤功率为 10 0mW时 ,可实现 0 2nm的光栅布拉格波长移动。实验证明掺杂稀土元素离子的光纤光栅具有很高的非线性 ,大约为普通光纤光栅的 10 6倍 。

Er^(3+)和Yb^(3+)共掺锗硅酸盐玻璃的上转换发光性能

采用熔融–淬火法制备了基体为30SiO2–20GeO2–15Al2O3–5B2O3–30CaF2的Er3+和Yb3+共掺锗硅酸盐玻璃。采用X射线衍射仪、荧光光谱仪和热分析仪对样品进行了表征。结果表明:Er2O3含量从0.5%(摩尔分数,下同)增加到2.0%时,玻璃转变温度Tg和Tx-Tg(Tx为第一析晶温度)数值均有明显下降。Yb2O3含量从1.5%增加到4.5%时,玻璃上转换红光发光强度数量级由103提高到105,对其中1个样品在740℃热处理12h后发现,微晶化处理并未对Er的上转换发光产生有益影响。

In∶Yb∶Er∶LiNbO_3晶体的生长和光谱性能

采用提拉法生长了掺0.25%(摩尔分数,下同)Yb2O3,0.25%Er2O3和(0.5%、1.0%、1.5%)In2O3的3种同成分In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体。通过晶体的红外光谱,解释了In3+,Yb3+和Er3+在晶体中的占位,由于Yb3+和Er3+离子的掺入,在In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体中In3+既占据Li位又部分占据Nb位,使2%In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体达到阈值浓度。采用980nm二极管激光器测试了In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体上转换发射光谱。结果表明:晶体的绿光上转换发射中心波段位于525、550nm处,分别相应于Er3+的2 H11/2→4 I15/2跃迁和4 S3/2→4 I15/2跃迁;上转换红光发射中心波段在660nm处,对应Er3+的4 F9/2→4 I15/2辐射跃迁。In3+能提高Yb∶Er∶LiNbO3晶体的抗光损伤能力,改变Er3+和Yb3+的局部环境及Yb3+对Er3+的敏化作用,使得In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体发光性能改变。

高功率铒镱共掺光纤激光器研究进展

高功率铒镱共掺光纤激光器因具有“人眼安全”和在光纤及大气中的低损耗特性,广泛用于光纤通信、激光雷达、卫星遥感和精密测量中。简要介绍了铒镱共掺光纤及其激光系统的发展历程,着重阐述了其在高功率窄线宽方面的最新研究进展,分析了制约铒镱共掺光纤激光器功率攀升的因素。针对镱波段放大的自发辐射和光纤热效应,分别从光纤材料与结构和激光系统结构两个方面进行优化,以实现更高输出功率的铒镱共掺光纤激光器。