Er/Yb:KYW晶体的各向异性与偏振特性

在室温下测试Er/Yb:KYW晶体的Ng,Np,Nm3个轴方向的吸收光谱、偏振吸收光谱和偏振荧光光谱.不同轴方向的吸收特点及计算的相关光谱参数表明该晶体有着明显的各向异性.研究此晶体的偏振光谱,发现其具有强烈的偏振性.

Er∶Yb∶KGW激光晶体生长及缺陷研究

采用顶部籽晶(TSSG)法生长Er:Yb:KGW晶体.通过研究助熔剂的种类、组成与溶质的比例关系对晶体生长的影响,设计了合理的工艺条件:转速:30～40 r·min-1;拉速:1～2 mm·d-1;降温生长速率:0.05 ℃·h-1;降温速率:15 ℃·h-1;生长周期:15～20 d.通过对晶体缺陷的观察分析认为,晶体裂缝及包裹物等缺陷与生长工艺条件密切相关,应尽量减少生长过程中的温度、浓度及生长速度的波动,保持晶体的稳态生长.

晶体结构对Er/Yb共掺ZnO薄膜光致荧光特性的影响

采用脉冲磁控溅射技术制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,对不同退火温度下薄膜晶体结构和光致荧光(PL)光谱进行了系统分析,探讨了退火处理所导致的晶体结构变化以及反应新相的生成对Er3+离子激活、薄膜PL光谱的影响.研究结果表明,退火处理所导致的Er3+离子PL光谱的变化与薄膜的微观状态之间有着密切的联系.在室温到1050℃退火温度范围内,Er/Yb共掺ZnO薄膜为多晶结构,薄膜荧光强度的增加主要是薄膜内氧含量增加、缺陷减少使Er3+离子荧光寿命增加以及Er3+离子激活比例增加所致.当退火温度超过1050℃,荧光强度的明显降低是由新相生成造成缺陷增加以及薄膜内氧含量降低引起.在整个退火温度范围内,薄膜的PL光谱都表现为同一种光谱特性,即明锐的多峰结构,这说明Er3+在ZnO和Zn2SiO4中的周围环境非常相似.

Er:Yb:YCOB晶体制备及其激光二极管抽运激光特性

研究了Er:Yb:YCa_4O(BO_3)_3(简称 Er:Yb:YCOB)的多晶制备和单晶生长,用提拉法生长出光学质量优良的Er:Yb:YCCOB单晶,测量了其吸收光谱和荧光光谱,分析了其能级和泵浦原理,并进行了以激光二极管为抽运源的激光试验,实现了Er:Yb:YCOB晶体的在1.55μm附近110mW的激光输出,且斜效率达18.9％。

YAG晶体中Yb^3+对Er^3+的敏化作用

根据能级跃迁速率方程得出Yb,Er:YAG中各能级布居数与Er3+离子浓度的关系.并与单掺Er:YAG中各能级布居数相比较,讨论共掺Yb3+对Er3+的波长为1.64和2.94μm两荧光的影响.结合作者关于红外光激励Yb,Er:YAG能量上转换为可见光工作,提出将Yb,Er:YAG晶体研制成以半导体激光器为激励源的可见光和1.64μm红外光的双波长全固化激光器的设想.

Er/Yb∶KY(WO_4)_2晶体的各向吸收光谱和上转换发光特性

测试了Er/Yb∶KY(WO4)2晶体在室温下3个轴Ng,Np,Nm方向上的吸收光谱,分析比较光谱特性,并计算出各能级跃迁的吸收截面,其中沿Np轴方向有最强的吸收和较大的吸收截面,这有利于激光上能级的粒子数堆积,增大跃迁几率,加强荧光输出。由于掺入Yb3+离子,晶体在980 nm附近有很强的吸收和较大的半峰宽。该晶体在980 nm激光泵浦下有上转换绿光和红光,3个晶轴Np,Ng,Nm轴方向的上转换荧光,波峰位置相差甚微,强弱区别明显,且呈现的各向异性,其中Np方向最强。

晶体结构对Er/Yb共掺TiO_2薄膜荧光光谱的影响

通过对不同退火温度下Er/Yb共掺TiO2薄膜的结构和光致荧光光谱(PL)的分析,研究了退火处理所导致的晶体结构变化对薄膜荧光光谱的影响,探讨了薄膜的结晶状态在Er3+激活、荧光光谱形状等方面的作用及可能的物理机制。研究结果表明:退火处理所导致的Er3+的PL的变化与薄膜的相结构之间有着密切的联系。退火温度低于700℃时的宽化谱和Er/Yb共掺TiO2薄膜的非晶结构有关,多峰结构的PL是Er3+在烧绿石相ErxYb2-xTi2O7中的典型特征。

Er∶YCOB和Er∶Yb∶YCOB晶体的光谱分析

分别测量了 Er∶ YCOB晶体和 Er∶Yb∶YCOB晶体的室温吸收光谱。讨论了 Yb3 +离子对 Er3

Er^3＋／Yb^3＋：Sr3Y2(BO3)4晶体的光谱和激光性质

采用提拉法生长了双掺Yb3+和Er3+离子浓度分别为18.63%和0.87%(原子分数)的Sr3Y2(BO3)4晶体。利用测量的偏振吸收谱结合Judd-Ofelt理论,拟合得到了该晶体中Er3+离子的偏振和有效J-O参数。测量了Er3+离子4I13/2能级和Yb3+离子2F5/2能级的荧光衰减曲线,并计算了4I13/2能级的荧光量子效率和Yb3+到Er3+的能量传递效率。利用Fuchtbauer-Ladenberg公式计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的偏振受激发射截面。在平-凹谐振腔中,利用970 nm波长光纤耦合准连续半导体激光端面泵浦1.12 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得了最大输出功率为1.3 W和斜率效率为20%的1560 nm附近的激光输出。结果表明,Er3+/Yb3+:Sr3Y2(BO3)4晶体是一种优良的1.5～1.6μm波段激光的增益介质。

双掺Er^(3+)/Yb^(3+)∶Sr_3La_2(BO_3)_4晶体的生长与光谱特性

采用提拉法生长了尺寸为20mm×30mm的Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体,研究了Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体的吸收光谱和荧光光谱。根据Judd-Ofelt理论分析并计算了辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数,获得的唯象参数为:Ω2=15.59×10-20cm2,Ω4=2.25×10-20cm2,Ω6=1.49×10-20cm2。在Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体中Er3+在1533nm处发射跃迁截面为7.88×10-21cm2,Er3+的4I13/2→4I15/2能级跃迁的荧光寿命和辐射寿命分别为0.728ms和4.24ms,结果表明Yb3+对Er3+有敏化作用,提高了对泵浦光的吸收能力,Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体可望作为1.55μm波段的一种有潜力的激光材料。

Er/Yb双掺杂Li_6Y(BO_3)_3晶体的偏振光谱性能

采用提拉法生长得到了Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体,测定了晶体中实际的Er3+和Yb3+离子浓度,在室温下记录了晶体的偏振吸收和发射光谱,测定了1 030 nm和1 535 nm处的荧光衰减曲线,并计算了Yb3+与Er3+离子间的能量传递效率。相比于Er3+离子单掺杂Li6Y(BO3)3晶体,Er/Yb双掺杂晶体在1 000nm附近处的吸收明显增强,在1 550 nm波长附近宽达200 nm的宽带发射以及Yb3+与Er3+离子之间有效的能量传递表明Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体是一种潜在的可用于可调谐及超短脉冲激光的介质。

Mn^(2+)掺杂NaFY_4:Yb,Er晶体的形貌及发光性能研究

通过乙醇和油酸作为混合溶剂的溶剂热法合成了NaYF4:Yb,Er晶体。采用X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(FESEM)以及光致发光检测(980 nm激光源)和荧光光谱测试(Hitachi F-4500),表征了Mn2+离子掺杂量对NaYF4:Yb,Er晶体的显微结构、形貌和发光性能的影响。结果表明:少量5 mol%Mn2+离子的掺入不会改变NaYF4:Yb,Er晶体的物相,当Mn2+离子的掺杂量增大到10 mol%～30 mol%,样品出现NaMn3F10相,形貌也发生转变,从纳米棒变为纳米片。Mn2+离子的掺入,使得NaYF4:Yb,Er晶体的上转换荧光峰从在510 nm～539 nm和539nm～570 nm这两个区间转换为635 nm～690 nm区间内,当掺杂浓度达到30 mol%时,上转换荧光峰全部转变为635 nm～690 nm区间内。

Er,Yb:KGd(WO_4)_2激光晶体的生长

采用顶部籽晶熔盐法,以K2WO4为助熔剂生长出铒、镱共掺钨酸钆钾[Er,Yb:KGd(WO4)2简称Er,Yb:KGW]激光晶体。XRD分析结果表明晶体为低温相Er,Yb:KGW晶体,即β-Er,Yb:KGW晶体。通过差热分析测量,确定其相变温度和熔点分别为1020℃和1080℃。测量了晶体190-2000nm的室温透过光谱,结果表明除980nm的吸收谱带是Er3+离子和Yb3+离子的共同谱带之外,其余均属于Er3+离子。

Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2晶体能量传递特性

测量了在室温下Er3+/Yb3+:KY(WO4)2(KYW)晶体的吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt理论计算得到晶体中Er3+离子的光谱参量.根据Dexter理论计算了Er3+/Yb3+:KYW晶体中能量共振临界距离R0、掺杂离子的平均距离R及能量传递作用参数C,分析Er3+/Yb3+:KYW晶体中Er-Er间和Yb-Er间的能量传递特性.

微型化LD泵浦Er^(3+),Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器

报道了一种主要应用于激光测距的微型化激光二极管泵浦Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,通过优化增益介质和被动调Q晶体参数,获得了最佳的增益介质长度和被动调Q晶体初始透过率。当泵浦能量14mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量480μJ,脉宽5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,激光光束质量因子为1.2。

2.79μm Er,Yb:GSGG中红外激光器理论研究

稀土Er3+离子以其能级结构丰富、可产生多种辐射波长而受到广泛的研究,在4I11/2态和4I13/2态之间跃迁产生的辐射波长位于2.7～3μm范围内,中心波长2.79μm的激光由于其波长的特殊性,此类激光器在医疗、非线性光学以及军事等方面具有重要的应用价值。选择Er,Yb:GSGG作为产生2.79μm激光的增益介质,通过一组联立速率方程组可以精确地描述其激光特性,在Er3+-Yb3+能级跃迁结构图的基础上,构建了该能级跃迁速率方程理论模型,为研究光场与物质原子体系相互作用提供了有效的方法,且因其简单直观而广泛应用于激光器特性研究中。最后,在此模型基础上进行了一定的数值模拟。

β-NaYF_4:Yb,Er复合丝素荧光薄膜的制备与表征

采用高温热分解法合成β-NaYF_4:Yb,Er纳米晶体,然后将丝素薄膜作为柔性基底材料与β-NaYF_4:Yb,Er复合制备了一种丝素基荧光薄膜。使用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪对β-NaYF_4:Yb,Er和丝素基荧光薄膜进行表征。结果表明:β-NaYF_4:Yb,Er纳米晶体平均粒径35 nm,分散性良好,六方相,表面包覆油酸。β-NaYF_4:Yb,Er纳米晶体质量浓度对丝素基荧光薄膜的透光率有重要影响,随β-NaYF_4:Yb,Er质量浓度的提高,丝素基荧光薄膜的透光率不断减小。丝素基荧光薄膜在980 nm激光器激发下荧光光谱图中有3个发射峰,分别对应于Er3+离子~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(520 nm)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)(540 nm)、~4F_(9/2)→~4I_(15/2)(660 nm)能级跃迁,其主要的发光机制是能量传递上转换。

1.5μm波段多波长Er:Yb:YAl_3(BO_3)_4激光器

采用熔盐法获得了Yb3+和Er3+离子掺杂浓度分别为25和1.1at.%的YAl3(BO3)4晶体。利用970nm半导体激光器作为泵浦源,通过调节其准连续运转的占空比实现了增益介质在不同晶体温度下的激光运转,并分析了不同Er:Yb:YAl3(BO3)4晶体温度对1.5μm波段输出波长的影响。在端面泵浦的平-凹腔中,分别实现了1600、1550、1540、1520nm4种波长的激光运转,其斜率效率分别为21%、6%、17%、15%。当吸收泵浦功率为15.7W时,这4种激光波长的最大准连续输出功率分别达到2.4,0.64,1.5和1.2W。这种输出波长的温度效应有可能成为一种获取1.5μm波段特定应用波长激光的方法。

基于a切Er,Yb:YAl_(3)(BO_(3))_(4)晶体被动调Q微片激光器

报道了基于a切Er,Yb:YAl3(BO3)4晶体的被动调Q微片激光器的性能。使用波长为976 nm的光纤耦合半导体二极管作为端面抽运光源,使用初始透过率为96%的Co^(2+)∶MgAl_(2)O_(4)晶体作为可饱和吸收体,耦合输出镜在1500~1600 nm波段范围的透过率为2.5%,整个微片激光器的腔长为2.7 mm。在注入功率为7.2 W时,激光器成功得到了发射波长为1530 nm、重复频率为127 kHz的稳定线性偏振的脉冲输出,对应的脉冲能量和脉冲宽度分别为1.8μJ和12 ns。

受激拉曼散射自变频的Yb:KYW晶体微片激光器

报道了以二极管抽运的连续振荡和被动调QYb:KYW晶体微片激光器。连续振荡最大微分效率为23%。实现了激光振荡受激拉曼散射自变频。