掺钕铌酸锂晶体光折变效应的研究

钕掺杂的铌酸锂Nd:LiNbO_3(以下简写为Nd:LN)晶体是光折变晶体,以Nd:LN为基,分别掺入MgO和CeO_2,生长出Nd,Mg:LN和Nd,Ce:LN晶体。其中Nd,Mg:LN晶体的光折变阈值比Nd:LN提高了二个数量级,抗光损伤能力增强,可作为自倍频激光介质。Nd,Ce:LN晶体的光折变灵敏度比Nd:LN晶体提高了一个数量级,非线性光学性能好。通过光折变阈值和光电导的测量和研究,对钛掺杂的铌酸锂晶体光折变产生的机理,以及Mg和Ce离子在其中的影响作用进行了讨论。

镁掺量对镁钕铌酸锂晶体的抗光损伤和激光性能的影响

采用提拉法生长了掺0.4%(摩尔分数,下同)Nd2O3和分别掺1.0%、3.0%、5.0%、7.0%MgO的4种Nd∶Mg∶LiNbO3(Nd∶Mg∶LN)晶体。通过透射光束变形法测试晶体抗光损伤能力。结果表明:0.4%Nd∶7.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶5.0%Mg∶LN两种晶体抗光损伤能力皆达到阈值浓度,抗光损伤能力比0.4%Nd∶3.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶1.0%Mg∶LN晶体提高2个数量级。利用980nm激光二极管测试晶体的荧光光谱。在500～900nm的光谱范围内,出现2个光发射带,发光强度最强的近红外发射波长为840nm,对应4 I9/2→2 H9/2,4 F5/2能级跃迁。840nm处荧光来源于双光子过程,该上转换荧光在生物医学领域有着应用前景。

掺Nd系LiNbO_3晶体的生长及外泵浦位相共轭激光器的特性

用提拉法生长 Nd:LiNbO3(Nd:LN),In:Nd:LN和Ce:Nd:LN晶体。测试晶体的紫外一可见吸收光谱和抗光损伤能力。结果表明:Nd:LN晶体的吸收边相对同成分纯LN晶体向长波方向移动;In:Nd:LN晶体的吸收边相对Nd:LN晶体向短波方向移动;Ce:Nd:LN晶体的吸收边向长波方向移动。 In:Nd:LN晶体的抗光损伤能力比Nd:LN晶体的提高1个数量级以上。以掺Nd系LN光折变晶体为位相共轭镜,He-Ne气体为激活介质,构成外泵浦位相共轭激光器。实验表明:掺Nd系LN晶体外泵浦位相共轭激光器的输出特性稳定,In:Nd:LN晶体的输出光强比Fe:LN晶体的提高了近1个数量级。

Nd:Mg:LiNbO_3单晶光学特性的初步研究

本文对Nd:Mg:LiNbO_3单晶的透射光谱、光学均匀性、抗光折变特性、倍频与自倍频特性进行了初步研究.报道了染料激光泵浦的Nd:Mg:LiNbO_3自信频激光实验,实现了非临界位相匹配下的自倍频运转,获得了波长为542.2nm的二次谐波输出.

In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体的生长和光谱性能

采用提拉法生长了0.4%(摩尔分数)Yb_2O_3,0.4%Nd_2O_3和(0.5%、1.0%、2.0%)In_2O_3的3种同成分In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体。测试了掺杂晶体的紫外-可见吸收光谱和上转换发射光谱,探究了最优掺杂晶体的上转换发光强度与激发功率的关系。结果表明:随着In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体中In3+浓度的增加,晶体的紫外吸收边分别位于349、340、和338 nm处。采用980 nm二极管激光器激发获得的上转换发射光谱表明,上转换绿光的发射光强度最强,其次为上转换红光的发射强度,中心波段分别位于562、726 nm处,对应于Nd3+的4G9/2→4I11/2跃迁及4G9/2→4I15/2跃迁。2%In:Yb:Nd:LN晶体上转换荧光发射性能最优。根据不同激发功率测试,Nd^(3+)的近红外发光属于单光子过程,上转换红光及上转换绿光发光属于双光子过程。