掺镱钨酸锶晶体的生长及其性能表征

镱离子掺杂晶体材料是一类优秀的固体激光增益介质,已获得广泛应用。使用提拉法生长了不同镱离子掺杂浓度的钨酸锶(Yb∶SrWO_(4))晶体,通过X射线粉末衍射仪测定了其单晶结构,对粉末衍射数据精修得到了其晶胞参数。使用X射线荧光光谱法测定了晶体中镱离子的实际掺杂浓度,结果表明Yb∶SrWO4晶体中Yb^(3+)离子存在掺杂上限,随着Yb^(3+)离子掺杂浓度增加,晶体中主要的电荷补偿机制变为基质阳离子空位。同时,Yb∶SrWO4晶体的比热、热膨胀系数、热导率与纯钨酸锶(SrWO4)晶体相比无明显变化,在钨酸盐系列晶体中热学性能优良。上述结果表明Yb∶SrWO4晶体是一种具有一定应用潜力的固体激光增益介质。

SrWO_4晶体受激拉曼散射的各向异性

以四方晶系SrWO4晶体为例,研究其非主轴偏振配置的受激拉曼散射特性。用532nm皮秒脉冲激光作为泵浦源,以单次通过的方式研究了a切SrWO4晶体的受激拉曼散射增益随泵浦光偏振方向的变化,由此确定出拉曼增益的各向异性。针对由[WO4]2-四面体对称伸缩引起的924cm-1的最强频移的实验显示:当入射光沿a轴和c轴偏振时,拉曼增益系数出现两个极大值,增益分别为10.1cm/GW和14.2cm/GW;当入射光沿a,c轴中分线方向偏振时,拉曼增益系数出现两个极小值,为7.1cm/GW。结合拉曼张量及非极性晶格振动模拉曼散射强度解释了上述物理现象,证明了实验结果与理论相符。

LD泵浦Cr:YAG被动调Q内腔式SrWO_4锁模拉曼激光器实验研究

采用LD泵浦Cr:YAG被动调Q的内腔式SrWO_4锁模拉曼激光器获得了稳定的、调制深度100%的调Q锁模拉曼脉冲。在泵浦功率5.2W时,获得了968mW的平均输出功率,泵浦光到拉曼光的转换效率为18.6%,调Q脉冲重复率51 kHz,脉冲宽度7ns,这是目前为止报道的内腔式SrWO_4拉曼激光器所获得的最大的转换效率,并对实验中出现的拉曼自锁模现象进行了分析。最后,对实验中基频光与拉曼光出现的偏振状态进行了相关研究,给出合理的解释。

外腔式SrWO_4拉曼激光器的输出特性研究

研究了外腔式SrWO4拉曼激光器在ns脉冲抽运下的输出特性。利用主动调Q的Nd∶YAG激光器产生的脉冲宽度为11.7 ns,输出能量为80 mJ的激光作为抽运源,拉曼激光谐振腔采用平平腔,实验采用4片对一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲不同反射率的输出耦合镜,测量了输出能量与抽运能量的关系,计算了转换效率与抽运能量的关系。当输出耦合镜对一阶斯托克斯脉冲的反射率为39.9%时,实验得到一阶斯托克斯脉冲的最大能量和转换效率分别为23.9 mJ和36.2%,当输出耦合镜对一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲的反射率分别为80.5%和12.4%时,得到二阶斯托克斯脉冲的最大输出能量和转换效率分别为16.4 mJ和25.4%,典型的一阶斯托克斯脉冲和二阶斯托克斯脉冲的脉冲宽度分别为6.1 ns和5.8 ns。

高转换效率LD抽运Cr^(4+):YAG被动调Q内腔式SrWO_4拉曼激光器实验研究

采用Cr4+:YAG作为饱和吸收体,实现了结构紧凑的全固态半导体泵浦被动调Q内腔式钨酸锶(SrWO4)拉曼激光器,获得了稳定的、高效率的一阶斯托克斯拉曼光,并研究了激光器运转中拉曼光的偏振特性。泵浦抽运功率为5.8 W时,获得的拉曼激光输出功率为968mW,调Q脉冲重复率为49kHz,脉宽为7ns,抽运光到一阶斯托克斯光的转换效率为16.7%,斜效率为18.6%。这是目前报道的被动调Q内腔式固体拉曼激光器所获得的最高转换效率。