灯泵Cr,Nd:GSGG晶体热效应的有限元研究

为了减少LD抽运全固态激光器输出高功率而产生激光晶体热效应的影响。采用ANSYS有限元分析软件分析晶体的热导率随温度的非线性变化,得到了闪光灯泵浦的Cr,Nd:GSGG晶体的内部温度场,热应力场分布。模拟出提高冷却水与晶体的传热系数,降低冷却水的温度,端面修磨后晶体的温度场分布,应力分布以及形变等。仿真结果表明,提高冷却水与晶体的传热系数,降低冷却水的温度可以有效降低晶体棒内的温度,而端面的适当修磨对于热透镜效应的改善起到一定作用。

Nd:GSGG激光晶体的光谱性能研究

用提拉法成功生长出了Nd3+:Gd3Sc22Ga3O12(Nd:GSGG)晶体,并对其光谱性能进行了研究。测量了晶体在400-2700 nm波段内的吸收光谱。用808 nm波长激发,测量了晶体的荧光光谱和荧光寿命,计算了晶体的发射截面。与Nd:GGG和Nd:YAG的光谱参数进行了比较。

可调谐激光晶体Cr:GSGG的光谱分析及晶场参数计算

用提拉法成功生长出了优质的Cr3^＋：Gd，Sc2Ga2O12晶体，测定了室温下的吸收光谱和不同温度下的荧光光谱，计算了晶场参数，发现荧光峰值及晶场参数与以前文献报道的均不相同。吸收光谱中，在458．5nm和642．5nm出现了较强的宽带吸收峰，分别对应于Cr3^＋的^4A2→^4T1和^4A2→^4T2孔的吸收跃迁，在678nm处又叠加了一个非常弱的吸收峰，对应于^4A2→^4T1的吸收跃迁。测试了晶体从7K到室温的荧光光谱和荧光寿命，在650～850nm范围内出现了宽带荧光，对应于Cr^3＋的^4T2→^4A2的发射跃迁。随着温度的升高，荧光峰向长波方向移动，荧光峰半高宽增大，室温下其荧光峰值在732nm，半高宽约为80nm。低温（7K）下的荧光谱中，在694nm处观察到了尖而锐的R线（零声子线），对应于Cr^3＋的^2E→^4A2的发射跃迁。由于温度猝灭效应，随着温度升高，晶体的荧光寿命降低，室温下荧光寿命约为114μs。计算了晶场强度参数Dq／B=2．49,^4T2零声子能级与^2E能级的间距AE为204cm^-1，这些参数表明Cr^3＋处在较弱的晶场中，有利于^4T2→^4A2的宽带跃迁，Cr：GSGG晶体是较为理想的可调谐激光工作物质。

Cr∶Nd∶GSGG晶体1.061μm受激发射截面随温度变化特性研究

测量了Cr∶Nd∶GSGG晶体从 - 70℃到 +80℃温度下的荧光发射光谱和荧光寿命 ,计算了该晶体在不同温度下 1 .0 61 μm受激发射截面 。

退火对Nd,Cr:GSGG激光晶体吸收光谱的影响

本文应用吸收光谱法,对提拉法生长的Nd,Cr:GSGG晶体在不同气氛下退火后的光谱变化进行了研究。氧化气氛下退火后的吸收光谱中,在1μm处出现了由于晶体中存在Cr4+离子所引起的两个吸收带,被称为1μm吸收损失。还原气氛(CO和H2)下退火后的吸收光谱中,在1μm处的吸收带基本消失,这对于提高激光效率是非常有利的。此外,在642nm处的吸收带强度有一定的减弱。这些数据对于晶体后处理工艺的改进和激光器设计具有重要的参考价值。

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。