两个新有机盐晶体的合成、结构及其溶液态的双光子上转换激光性质研究

基于双光子吸收的上转换比起倍频上转换有如下优点 :( 1 )不需要相匹配 ;( 2 )可提供宽的调谐范围 ;( 3)可用于制作光波导和光纤。与单光子泵浦激光相比 ,双光子泵浦激光的激发波长转向长波方向。在紫外和可见光区不稳定的染料 ,在长波方向可以保持相对的光稳定性。在长波方向 ,介质对泵浦光的吸收小 ,使得在体块介质中获得光输出成为可能。在已知的有机化合物中 ,在溶液态能够发双光子上转换激光的仅有很少的几个。寻找双光子上转换激光晶体以及结构与性质的判据是材料领域研究的热点。本文合成了两个新的有机盐晶体trans 4 [p (N hydroxyethyl N methylamino)styryl] N methylpyridiniumP toluenesulfonate (abbreviatedasHMASPS)andtrans 4 [p N hydroxyethyl N ethylamino]styryl] N methylpyridiniump toluenesulfonate(abbreviatedasHEASPS)。X射线结构分析结果见表 1所示。表 1 X ray结构分析结果ParameterHMASPSHEASPSFormulaC2 4 H3 0 N2 O5SC2 5H3 0 N2 O4 SFormulaweight 45 8.5 6 45 4.5 8Spacegroup P2 1/n P 1a 0 .992 9(2 )nm 0 .942 37(8)nmb 1.95 49(4)nm 0 .96 976 (8)nmc 1.2 10 0 (2 )nm 1.32 841(9)nmα 90° 86 .6 5 5°(6 )β 96 .11°(3) 74.0 6 4°(5 )γ 90° 85 .891°(7)

(二取代胺)芪吡啶盐的合成、晶体结构及双光子上转换激光性能的研究

有机材料的双光子吸收是通过一个虚态同时吸收两个光子跃迁至激发态过程。若介质经双光子吸收后发生辐射跃迁 ,则为频率上转换辐射。双光子上转换泵浦激光在三维信息存储、海底光通讯等方面有着潜在的应用前景 ,双光子上转换激光材料则是该技术得以应用的物质基础。本文合成了 3个具有D π A型的双光子上转换激光材料 :E 4 [p (N ,N diethylamino)styryl] N′ methylpyridiniumIodide (EEASPI) ,E 4 [p (pyrrolidinylamino)styryl] N methylpyridiniumIodide(PSPI)和E 4 [p (N ethyl N(hydroxyethyl)amino)styryl] N′ methylpyridiniumIodide(HEASPI) ,其中PSPI与HEASPI未见文献报道。用 1 0 6 4nm ,5 0ps脉冲激光泵浦 ,测得上述 3种材料的溶液 (DMF溶剂 ,0 .0 5M)的激光输出效率分别为 :EEASPI:5 .9% ;PSPI∶4.6 % ;HEASPI∶5 .2 %。比较了不同的Donor(推电子基团 )对该类材料的双光子上转换激光等性能的影响。用溶剂缓慢挥发法分别得到 3种新晶体。X射线四元衍射仪测得EEASPI单晶含二分子结晶水 ,分子式为C18H2 4N2 I·2H2 O ;TG曲线表明在 80～ 90℃有失水现象。该晶体为单斜晶系 ,空间群C2 /c ,晶胞参数为a =2 .1 4380 ( 2 )nm ,b =1 .496 82 ( 1 1 )nm ,c =1 .40 446 ( 1 0 )nm ,β =1 1 9.2 5 7(

基于晶体拉曼转换的多波长激光技术综述(特邀)

近年来,在光电对抗、激光雷达、精密测量、医疗等诸多应用的牵引下,能够同时或交替输出不同波长的激光器得到广泛关注,但是受到激光工作物质中激活粒子固有发射谱及其增益强度的限制,实现多波长激光的功率、波长和时频域的高效可控辐射具有较大难度。非线性光学频率变换技术是拓展激光波长的有效手段,具有系统灵活性强、波长调节范围宽和功率拓展性强等特点。作为一种三阶非线性光学效应,受激拉曼散射(SRS)通过介质内部的分子或晶格振动使入射的泵浦光产生一定的频移,结合其固有的放大、相位共轭、级联转换等特性,基于SRS的拉曼激光器在获得高功率、高光束质量、多波长激光输出中具有显著优势,尤其是以晶体作为拉曼增益介质的多波长激光器一直是激光领域研究的热点。文中介绍了SRS和级联拉曼转换的基本原理,归纳了典型晶体拉曼激光器的分类和基本结构,综述并讨论了基于晶体拉曼转换的多波长激光技术的研究现状。

上转换激光晶体Er：BaY2F8的生长与光谱分析

报道了上转换激光晶体Er:BaY2F8以及Er,Yb:BaY2F8的温度梯度法生长及其光谱参数分析。所得到的Er:BaY2F8晶体的直径为13mm,长度达40mm,是目前国内最大的此种晶体。测试了晶体的吸收光谱,吸收光谱中Er离子的特征吸收峰清晰可辨。根据J-O理论的计算,得到了唯象的晶场参数Ωi(i=2,4,6),其数值分别为1.43×10-20cm2,0.49×10-20cm2和1.36×10-20cm2。重点分析了Er:BaY2F8晶体的各能级的荧光寿命,较之氧化物有很大的提高,其中4I11/2能级的寿命约为5ms,这样大的荧光寿命对于上转换激光的形成极为有利。

上转换激光晶体研究进展

本文综述近年来晶体材料的上转换过程研究进展,介绍了上转换发光晶体材料研究中的一些新动向以及在室温环境下,掺杂稀土离子的晶体上转换激光运转的成功经验,列举了几种室温上转换激光器的泵浦条件、发射波长、以及转换效率等参数,说明晶体材料的上转换激光技术已趋于实用化。

LBO晶体用于宽带激光谐波转换的基本特性

实现宽带高功率钕玻璃激光高效谐波转换的关键在于选择合适的非线性晶体和技术。文中给出了波长为１．０５４μｍ的基波光脉冲在ＬＢＯ晶体中的各类倍频及三倍频相位匹配，着重分析了ＬＢＯ的光谱接受范围和角度接受范围。结果表明，采用成熟的谐波转换技术，选用ＬＢＯ晶体，可实现ｌｎｍ左右的宽带高功率激光的高效三倍频转换。

基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验

将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义.

高浓度铒离子掺杂钨酸镱钾激光晶体上转换发光研究(英文)

首次采用泡生法生长了掺铒钨酸镱钾(分子式:Er3+:KYb(WO4)2,简称:Er:KYbW)激光晶体。室温下测试了该晶体的吸收及上转换发射光谱。在荧光光谱中,观察到3个较为明显的上转换发射带,分别位于470~560nm,645~675 nm,750~850 nm。其中,位于533 nm处的上转换绿光强度最大。基于能量匹配原理分析了晶体上转换发光基质,结果表明,上转换红光和绿光的发光渠道均为双光子过程。根据J-O理论,计算了光谱参数,强度参数为:Ω2=16.342×10-20cm2,Ω4=4.183×10-20cm2,Ω6=1.264×10-20cm2;对应于绿光4S3/2-4I15/2跃迁的荧光分支比为76.37%,荧光寿命为278μs。这些光学参数表明Er:KYbW激光晶体可实现高效上转换绿光发射。

红外飞秒激光诱导Ce^(3+)掺杂闪烁晶体的上转换发光研究

本文研究了红外飞秒激光照射下Ce3+掺杂的YAP和LSO两种闪烁晶体的上转换发光现象。实验发现在飞秒激光泵浦下,这两种晶体的荧光均来自于Ce3+离子的5d-4f跃迁。荧光强度与泵浦光功率之间的依赖关系揭示了Ce3+:YAP和Ce3+:LSO晶体的上转换过程皆由三光子吸收过程所主导。分析表明,Ce3+:YAP和Ce3+:LSO晶体中的三光子吸收是三光子同时吸收。

新型激光上转换晶体Ba_2ErCl_7的原料合成和晶体生长

本文报道了用 Ｅｒ２ Ｏ３ ， Ｂａ Ｃｌ２·２ Ｈ２ Ｏ 和 Ｎ Ｈ４ Ｃｌ 直接合成新型激光上转换晶体 Ｂａ２ Ｅｒ Ｃｌ７ 的原料和单晶生长方法。差热分析（ Ｄ Ｔ Ａ） 测得其熔点为６４３ ．７ ℃。能谱分析（ Ｅ Ｄ Ｓ） 结果显示 Ｂａ∶ Ｅｒ＝ ２∶１ ，扫描电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ） 显示出晶体的结晶习性。分别用 Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ 和 Ｂｒｉｄｇｍａｎ 方法得到厘米级单晶。晶体在８０８ｎｍ Ｌ Ｄ 激光下产生强上转换绿色激光，阈值低。文中还讨论了合成反应的机理和晶体产生开裂的原因。

Ba_2Y_xEr_(1-x)Cl_7晶体的生长和激光上转换性质

Ba2 ErCl7晶体是一种新型激光上转换材料 ,在LD泵浦下 ,它具有低的激发阈值和高的绿光发光效率。但是 ,这种晶体在合成和晶体生长过程中 ,容易潮解和氧化 ;在高功率激光运转中容易发生浓度淬灭。我们用Y3 +取代部分Er3 +离子 ,采用空气隔离技术 ,较好地解决了压料和晶体的潮解与高温氧化问题。我们分别用Bridgman和Czochralski方法生长出了这一固溶体晶体 ,观察了晶体的缺陷 ,分析了晶体的成分 ,计算了离子在固液两相的分凝系数 ,测量了它们的光谱和部分激光性质。

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。

双光子泵浦可调频G_aAs微微秒激光器

用双光子泵浦整块GaAs晶体产生可调谐微微秒激光,其增益区长度为1厘米,能产生峰值功率为兆瓦量级的激光脉冲。用控制温度来调谐GaAs输出,当温度在97—260°K变化时,调谐范围为8400—8850埃,调谐灵敏度为2.6埃/°K。温度愈低,输出功率愈大。

光子晶体的研究现状与最新进展

光子晶体是具有光子带隙的一种新型光学材料 ,由于其奇特的调节光子运动状态的特性 ,在光导纤维通信和光子计算机等领域中有着广泛的用途或潜在用途。本文系统地综述了光子晶体的产生、结构、制造和可能的应用 ,并介绍了光子晶体的最新研究进展。

KDP晶体激光损伤阈值研究的新进展

本文回顾了近 10年来KDP晶体激光损伤阈值的研究进展 ,介绍了金属离子、瞬态双光子吸收对KDP晶体激光损伤阈值的影响 ,简述了金属离子和瞬态双光子吸收引起光热信号增强的关系 ,初步探讨了KDP晶体激光诱导损伤的机理 。

LBO晶体直接倍频获得488nm激光

利用LBO晶体直接倍频波长为976nm的连续半导体激光二极管,获得了波长为488nm的连续蓝光输出,最大输出功率25mW。设计并分析了一个用于976nm激光倍频的L型谐振腔,并在实验基础上,制成了一台小型全固态488nm连续蓝光激光器。

NaY(WO_4)_2:Tm,Yb晶体的上转换发光

用高频加热 Czochralski法生长了 Yb3+ ,Tm3+ 共掺的 Na Y(WO4) 2 晶体。测量了晶体在室温下的 2 90～ 2 0 0 0 nm内的吸收谱 ,并对跃迁的能级进行了指认。在 972 nm二极管激光器泵浦下观察到 Tm3+ 的 793nm和45 7nm上转换发光 ,研究了 NYW晶体中 Yb3+ 向 Tm3+