光纤耦合二极管端泵2μm CW双掺Tm,Ho∶GdVO_4激光器

同YLF和YAG基质相比,在TmHo∶GdVO4晶体中Tm3+离子在800nm附近有非常强的和宽的吸收带,所以该晶体非常适合商品化的GaAlAs激光二极管泵浦.在液氮制冷晶体条件下,利用光纤耦合激光二极管及消色差光学耦合系统端面泵浦双掺5%Tm,0.5%Ho∶GdVO4晶体,在泵浦功率14W、泵浦波长794nm时,实现了2.048μm激光输出,连续运转输出功率3.6W,相应的光光转换效率为25.7%,斜率效率26.6%.相对于吸收的泵浦功率,光光转换效率为35%.由于Tm3+离子间的交叉弛豫效应,泵浦量子效率达到1.3.

Nd∶GdVO_4晶体生长及其1064nm的激光特性

本文报道了用 Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ 方法生长 Ｎｄ∶ Ｇｄ Ｖ Ｏ４ 晶体，测量了该晶体的偏振吸收谱和荧光谱，表明晶体在８０８ ．５ｎｍ 有吸收峰，其发射波长在１０６４ｎｍ 。晶体中掺 Ｎｄ 浓度的原子分数为１ ．５６ ％ 的 Ｎｄ∶ Ｇｄ Ｖ Ｏ４ 的４ Ｆ３／２ 荧光寿命为１００μｓ 。用激光二极管泵浦１ｍ ｍ 厚的 Ｎｄ∶ Ｇｄ Ｖ Ｏ４ 晶体，得到了超过１ Ｗ１０６４ｎｍ 的输出光，泵浦阈值为２０ｍ Ｗ，光光转换效率为５５ ．９ ％ ，斜效率为６３ ％ 。

Nd:GdVO_4的晶体生长和光谱特性

本文用提拉法生长出尺寸达 φ30 min×40mm的优质 Nd:GdVO4晶体,研究了其光谱特性。该晶体的吸收边为 342 nm,在 809nm的吸收系数为 4.61/cm。在 342～2500 nm,Nd:GdVO4晶体的吸收主要为Nd3+的特征吸收。

激光二极管端泵平板Nd:YAG、Nd:YVO_4和Nd:GdVO_4晶体热效应比较

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:YAG、Nd:YVO4和Nd:GdVO4晶体在激光二极管阵列端泵抽运时的导热微分方程。通过方程求解,得到三种晶体内部温度场和热形变分布的解析式。温度场和热形变场的数值模拟表明:当泵浦光功率Po=30 W、泵浦区域为0.5 mm×0.5 mm时,三种激光晶体的一维温度场、二维温度场分布和热形变量有较大差异。通过对比三种激光晶体的温度分布、相对温升和热形变量,得到了Nd:GdVO4晶体作为中小功率激光晶体是优于Nd:YVO4和Nd:YAG两种晶体的,而Nd:YVO4又优于Nd:YAG晶体。温度场和热形变量数值模拟的结果也可为激光器谐振腔的设计及热效应的消除提供理论依据。

Yb:GdVO_4晶体的缺陷研究

Yb:GdVO4晶体是一种很好的激光材料,但缺陷会对晶体的激光性能产生严重影响,开展对该晶体的缺陷研究有助于提高晶体质量。采用提拉法生长了Φ25mm×20mm,掺杂浓度为2%的Yb:GdVO4晶体;分析了晶体的结构及其对晶体解理性的影响;采用化学腐蚀法,以盐酸、氢氟酸为腐蚀剂,对晶体的主要晶面进行了化学腐蚀实验,通过其腐蚀坑形貌对晶体中的位错和晶界进行了研究;对晶体进行了高分辨X衍射实验,结果表明晶体中存在镶嵌块结构;开裂及散射颗粒也为晶体中较常见缺陷。分析了缺陷的成因并提出了预防措施。

激光二极管端泵平板Nd:GdVO_4晶体热效应

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:GdVO4激光晶体在激光二极管阵列端面抽运时的导热微分方程。通过对方程的求解,得到了Nd:GdVO4晶体内部温度场解析式和热透镜焦距随抽运光半径和功率变化的分布关系。温度场的数值模拟表明:当泵浦光功率P=30W、泵浦区域为1mm×1 mm时,晶体在x,y,z方向的最高相对温升分别为104 K、31 K和31.8 K;若令z=0和x=0,则xy和xz面处的温度场分布类似于倒鼻型,这两个面上最高相对温升均为104 K;若令x=0,则yz面上的温度场分布类似于波包,此面处最高的温升为31 K左右;热透镜焦距的数值模拟给出了热透镜效应随抽运光功率和泵浦光半径变化的趋势。此方法也可以应用于其他激光晶体的热问题研究中,为有效解决激光系统热问题提供了理论依据。

Nd∶GdVO_4激光晶体的光谱性质和热学性质

用提拉法生长了Nd∶GdVO4单晶 ,测量了其室温吸收谱和室温荧光谱 ,测量了其热扩散系数α和比热CP,从而得到了其热导率λ。可以看到Nd∶GdVO4晶体的吸收波长在 80 8nm附近 ,与已经商品化的GaAlAsLD的发射波长能很好地匹配 ,从而增加了吸收效率 ,并且Nd∶GdVO4晶体具有较高的热导率 ,有望在高功率的激光系统中获得应用。所以Nd∶GdVO4晶体是理想的激光材料。

Sm:GdVO_4晶体的生长及光谱性能研究

应用中频感应提拉法生长出掺杂浓度为2%原子分数的Sm:GdVO4晶体,研究了室温下c轴方向Sm:GdVO4晶体的吸收和荧光光谱。通过J-O理论计算出强度参数(Ωt),同时计算了对应于4G5/2能级的自发跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。通过荧光光谱计算了对应于566、604和646nm三个发射峰对应的发射截面,结果表明,Sm:GdVO4在604nm的发射截面最大,是掺Sm:YAP在607nm处发射截面的4.4倍。

[Ho_2(phen)_4(H_2O)_4(OH)_2](phen)_2(NO_3)_4的合成、晶体结构及磁性

在甲醇与水的混合溶剂中 ,经浓硝酸硝化的Ho2 O3 与 1,10 邻菲啉反应形成氢氧根桥联的双核钬配合物[Ho2 (phen) 4(H2 O) 4(OH) 2 ](phen) 2 (NO3 ) 4(phen =1,10 邻菲啉 ) .单晶X射线衍射晶体结构测定表明晶体属三斜晶系 ,P 1(no .2 )空间群 ,晶胞参数a =1.12 41(1)nm ,b =1.1439(1)nm ,c =1.40 5 8(1)nm ,α =93.989(7)°,β =98.173(7)° ,γ =10 8.19(1)°,V =1.6 874(4 )nm3 ,Z =1,Dc=1.737g/cm3 ,F(0 0 0 ) =880 ,775 2个独立衍射点中 ,5 70 2个可观测点满足Fo2 ≥ 2σ(Fo2 ) ,R1=0 .0 499,wR2 =0 .0 85 8.标题配合物由中心对称的双核 [Ho2 (phen) 4(H2 O) 4 (OH) 2 ]4 + 配阳离子 ,邻菲啉phen分子及硝酸根NO-3 阴离子组成 .每个稀土原子与 2个邻菲啉配体 ,2个水分子和 2个氢氧根配位形成配位数为 8的 [HoN4 O4 ]四方反棱柱 .配位多面体通过两氢氧根基团形成共棱的 [Ho2 N8O6]双四方反棱柱 [d(Ho—N) =0 .2 5 49～ 0 .2 5 6 5nm ,d(Ho—OH2 O) =0 .2 35 6 ,0 .2 36 6nm ,d(Ho—OOH) =0 .2 2 2 3,0 .2 2 40nm].通过氢键和芳环堆积作用 ,配阳离子和邻菲啉分子排列形成平行于 (10 1)的两维层结构 ,NO-3 阴离子位于层之间 .标题配合物为顺磁物质 ,在 5～ 30 0K区间内遵循Curie Weiss定律 ?

双端抽运矩形截面Nd:GdVO_4晶体热效应研究

以解析分析为基础,研究矩形横截面Nd:GdVO4晶体受高斯分布激光双端面中心入射时温度场以及抽运面热形变分布情况.通过对半导体激光双端面泵浦Nd:GdVO4晶体工作特点分析,建立了符合激光晶体工作状态的热模型,并利用热传导方程新的求解方法,得出晶体的温度场分布和端面热形变场通解表达式,同时对影响激光晶体温度场分布各种因素进行了定量研究.研究结果表明:当使用输出功率为15 W半导体激光器双端面中心入射时,在抽运端面中心获得214.8℃最高温升和2.73μm最大热形变量.这种方法还可以应用到其他激光晶体热问题研究中,为解决激光系统热问题提供了理论依据.

Nd:GdVO_4晶体Raman光谱理论计算和实验测量

根据商群对称性分析法对Nd:GdVO4(简称NGV)晶体的Raman光谱做了理论计算,测量了NGV不同配置下的Raman光谱。商群对称性分析法得到的结果与实验测量相符。

高重频2μm Ho:GdVO_4固体激光器

介绍了一种室温条件下新型高重频2μm Ho:GdVO_4固体激光器。首先在室温条件下利用分光光度计对Ho:GdVO_4晶体的吸收光谱进行了测定,通过经典J-O理论计算得到了Ho:GdVO_4晶体在2μm附近的吸收截面;其次通过对荧光光谱的测定与计算,得到了2μm附近的发射截面;最后通过吸收光谱信息确定了泵浦源波长,利用1 942 nm Tm光纤激光器作为泵浦源实现了在重复频率为30 k Hz时平均功率为11 W的激光输出。

高脉冲重复频率调Q Tm,Ho:GdVO_4激光器(英文)

报道了一个高效率连续波和调Q高重频两种运行方式的Tm,Ho:GdVO4 激光器。Tm,Ho:GdVO4 晶体尺寸4mm×4 mm×7 mm,a轴通光,液氮制冷到100 K,由发射中心波长为793 nm的光纤耦合激光二极管端面泵浦。Tm,Ho:GdVO4激光连续波输出功率4.0 W,光光转换效率26%。声光调Q条件下输出平均高功率3.9 W,脉冲重复频率10 kHz,脉冲宽度50ns。通过减小声光Q开关的开启时间,激光脉冲宽度由50 ns减小至23 ns。在10 kHz重频下,测量最大脉冲能量0.39 mJ , 峰值功率7.8 kW。

Nd：GdVO4晶体的生长与光谱性能

采用Czochralski法生长了均匀透明的Nd:GdVO4晶体,测量了其室温偏振吸收谱,并与0.2 mol·L-1的NdC13溶液的室温吸收谱进行了比较.根据Judd-Ofelt理论,拟合出晶体场唯象强度参数:Ω2=12.629×10-20cm2,Ω4=4.828×10-20cm2,Ω6=8.425×10-20cm2.计算了各能级的辐射跃迁几率AJ,J,振子强度PJ,J ,辐射寿命τ,荧光分支比βJ,等光学参量.并用LD激光器泵浦Nd:GVO4晶体,当最大泵浦功率为26W时,得到输出功率为14.3 W波长为1.06μm的基频光,光-光转换效率为55%,斜效率为63%.

不同泵浦光下Nd∶GdVO_4晶体输出特性

为研究808nm和879nm两种泵浦光对Nd∶GdVO4晶体激光输出特性的影响,并比较两种不同波长泵浦所得连续输出光的效率高低,分析了Nd∶GdVO4晶体的能级结构和两种泵浦光作用下的激光输出特性,发现在879nm也有较强的吸收峰.用808nm和879nm两种不同波长泵浦Nd∶GdVO4晶体的过程是不同的,808nm泵浦是一种间接方式能量转移的过程,在此过程中有明显的热负载产生.而879nm泵浦是将粒子直接激励到激光辐射上能级,降低无辐射弛豫过程产生的热量.从理论上可知,879nm的泵浦量子效率要高于808nm的泵浦量子效率,对减少晶体的热产生有很强的优势.实验中采用激光二极管端面泵浦Nd∶GdVO4晶体直腔方案,研究了两种不同泵浦光泵浦Nd∶GdVO4晶体以获得1063nm的连续光,得到了两种光抽运时的斜效率,发现在同样实验条件下,879nm泵浦的输出光斜效率在小功率泵浦时略高于808nm;而在大功率泵浦的情况下明显高于808nm,最高达到38%.同时,在808nm抽运时,实验上获得了1341nm波长的激光,为光通讯的应用提供了一种光源.

Tm:Ho:YVO_4晶体中能量传递速率的计算

报道了 Tm,Ho双掺 YVO4 晶体中能量传递速率的计算结果 .计算结果表明 :Tm3 + 在 80 5 nm激光泵浦下其交叉弛豫速率随掺杂的浓度不同而不同 ,但对于所研究的样品均具有相当快的速率 ,使得在 3 F4态有显著的粒子数集聚 ;随后 Tm3 + 的 3 F4 向 Ho3 + 的 5I7的能量转移速率也是随掺杂的浓度不同而不同 ,但与前者相比较慢 ,这有利于 Tm3 +对 Ho3 +的有效的敏化 .计算的结果与实验所观测到 Ho3 +的约为 2

LiYF_4晶体中Ho^(3+)离子真空紫外吸收光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Ho3+离子低自旋4f95d组态的谱项和J-光谱多重态,根据电偶极跃迁选律合理地解析了LiYF4晶体中Ho3+离子在真空紫外区(120～160 nm)的吸收光谱,4个主要的吸收峰分别被归属为从基态(5I8)到Ho3+离子的低自旋4f95d组态的自旋允许跃迁。

Ho^(3+):LiYF_4晶体的中红外发光特性

用坩埚下降法制备了Ho3+离子掺杂的LiYF4单晶。测定了Ho3+:LiYF4晶体的偏振吸收光谱。应用Judd-Ofelt理论分别计算了Ho3+:LiYF4晶体中Ho3+离子的有效强度参数Ω2,4,6、能级跃迁振子强度fexp和fcal、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β、辐射寿命τrad等光谱参数。测定了样品在640 nm光激发下的红外发射光谱,观测到由Ho3+离子的5I6→5I7跃迁所致的2.8～3μm中红外发光,以及在1.2μm(5I6→5I8)和2.0μm(5I7→5I8)处较强的荧光。Ho3+:LiYF4单晶样品的吸收峰线宽较宽,计算得到1.2μm和2.0μm的峰值发射截面分别达到0.20×10-20cm2和0.51×10-20cm2,同时测定了1 191 nm(5I6→5I8)和2 059 nm(5I7→5I8)发射的荧光寿命。研究结果表明:Ho3+:LiYF4晶体在2.0～3μm波段的中红外激光器中有较大的应用前景。

GdVO_4晶体的生长及其性能研究

采用提拉法沿a轴和c轴生长出无色透明的GdVO4单晶,质量均超过50g。用X射线荧光分析法测得两个主要元素Gd和V的分凝系数都接近1。室温下测量了GdVO4晶体的X射线粉末衍射图,确定所获GdVO4晶体属于四方晶系,D149h-I41/amd空间群。通过晶体的锥光干涉图确定GdVO4晶体为单轴晶,光轴方向平行于c轴且光学均匀性比较好。利用高分辨X射线衍射仪测量GdVO4晶体的摇摆曲线,结果表明生长的GdVO4晶体的晶格完整性较好。通过浮力法测得其室温下密度为5.478g/cm3。透过波谱表明透过波长大于340nm。

光学显微术研究激光晶体Nd:GdVO4

报道用光学显微技术观察Czochralski方发生长的新型激光材料Nd:GdVO4晶体中的生长缺陷的种类、形态和分布.这些缺陷包括:包裹物,色心,开裂,台阶面,位错,小角晶界和位错塞积群.讨论了这些缺陷的形成原因,提出了减少生长缺陷的措施.