Nd^(3+):GdScO_(3)晶体场能级及拟合分析

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.17 cm^(–1).与Nd^(3+):YAP和Nd^(3+):YAG相比,Nd^(3+):GdScO_(3)的晶场强度较弱.弱的晶体场强度有可能是Nd^(3+):GdScO_(3)晶体具有优良激光特性的原因之一.本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.15702中访问获取.

Nd^3＋离子掺杂YAG激光透明陶瓷的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

采用固相反应和真空烧结技术制备了掺杂浓度为1.0at%的Nd:YAG透明陶瓷样品,并测试了样品的吸收光谱和荧光光谱.样品在主吸收峰808nm处的吸收截面为3.10×10^(-20)cm^2,主荧光发射峰位于1064nm处,实测荧光寿命为257μs.应用Judd-Ofelt理论计算了Nd^(3+)在YAG中的强度参数Ω_λ(λ=2,4,6)、跃迁的振子强度、自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数.最后计算得到Nd:YAG透明陶瓷中Nd^(3+):~4F_(3/2)→I_(11/2)跃迁对应的受激发射截面大小为3.81×10^(-19)cm^2.结果表明:Nd:YAG透明陶瓷具有较大的受激发射截面和高的荧光量子效率(接近100%),是一种性能优良的激光材料.

Nd^(3+):KGd(WO_4)_2激光晶体的研究

合成了一系列不同Nd3+ 浓度掺杂的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 粉末样品 ,进行了荧光光谱测试 ,初步确定了Nd3+ 的最佳掺杂浓度 ;测定了Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 K2 WO4 生长体系的生长温度曲线 ,生长出尺寸达 50mm的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 优质激光晶体 ,切割出尺寸为 5mm× 5mm× 6mm的优质激光器件 ,采用钛宝石模拟LD泵浦 ,在 1.0 6 μm处得到 2 6 0mW的激光输出 ,斜率效率达到 6 6 % ;在 1.0 3μm处得到 135mW激光输出 ,斜率效率达到 34.3%。

LD泵浦Nd^(3+)∶GdVO_4/Cr^(4+)∶YAG固体激光器

通过合理设计,精密调控各元件和温控电流,得到了平均功率为70mW,脉冲宽度为22ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达230W的Nd3+∶GdVO4/Cr4+YAG绿光脉冲激光器·腔外采用望远镜系统聚焦,经KTP晶体倍频后,得到了平均功率为28.8mW,脉冲宽度为19ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达108W的绿光激光输出,转换效率高达·指出了小光斑对倍频晶体带来的影响·

全固态激光器中掺Nd^(3+)离子激光晶体热效应的研究

激光晶体吸收激光二极管的泵浦光能量 ,产生激光振荡的同时有相当一部分泵浦光能量会转变为激光晶体的热量并耗散在晶体内 ,产生的热效应严重影响到激光器的性能和品质。通过对于激光晶体端面泵浦方式的分析 ,利用半解析热分析方法得出了晶体内部温度场和热形变场的计算方法 ,并对几种典型的掺Nd3 + 离子晶体的温度场和端面热形变场及其产生差异的原因进行了定量分析。研究方法和得出结果可以应用到内有热源、具有轴对称形式的模型中 。

Nd^(3+):Gd_3Ga_5O_(12)晶体的室温吸收光谱和荧光光谱(英文)

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石 (Nd3 + :GGG)激光晶体。研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质 ,分析了Nd3 + :GGG晶体4F3 / 2 →4I11/ 2 能级跃迁与 1.0 6 μm附近的荧光谱线之间的关系。吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是 4 .32× 10 -2 0 cm-2 ,2 .3× 10 -19cm-2 ,2 4 0 μs,比较了Nd3 + ∶GGG和Nd3 + ∶YAG的物理参数 ,实验表明 :Nd3 + ∶GGG较Nd3 + ∶YAG有一系列的优点。

Nd^(3+)∶Gd_(0.2)Y_(0.8)Al_3(BO_3)_4激光晶体的研究

测定了Nd3+ ∶Gd0 .2 Y0 .8Al3(BO3) 4 -K2 MO3O10 B2 O3生长体系的生长温度曲线 ,生长出尺寸达32mm的Nd3+ ∶Gd0 .2 Y0 .8Al3(BO3) 4 激光晶体 ,并从中切割出尺寸为 4mm× 5mm× 6mm的优质激光器件 ,采用钛宝石模拟LD泵浦 ,在 1.0 6 μm处得到 4 8mW的激光输出 ,激光阈值 17mW ,光 光转换效率为 2 0 %。

Nd^(3+):YAG纳米粉的共沉淀合成

采用共沉淀法制备了Nd3+:YAG纳米粉。研究了溶液pH值和沉淀剂的含量对前驱体性能的影响、灼烧温度等对纳米粉性能的影响,通过热分析发现前驱体在125℃附近脱去吸附水,在800℃碳酸盐分解,925℃左右形成YAG相,XRD分析发现900℃时开始形成YAG相,1000℃时,YAG晶化完全,SEM分析显示1000℃灼烧样品的平均粒径约为90nm;溶液的pH值为8,沉淀剂的含量高于理论含量3倍时,纳米粉和前驱体整体性能较好。

双棒串接Nd^(3+):YAG激光器的研究

采用光学传输矩阵的方法对内含多元件热透镜介质的谐振腔稳定性参数和模体积进行了分析 ,从而得到多棒串接高功率固体激光器谐振腔的优化设计。在双棒串接的连续Nd3+ :YAG激光器实验中获得了 0～ 70 0瓦的稳定功率输出。

自变频激光晶体Nd^(3+):GdAl_3(BO_3)_4的研究

采用熔盐法生长出尺寸为30mm的Nd3+:GdAl3(BO3)4优质晶体,进行了吸收光谱和荧光光谱的测定研究,计算得到晶体发射截面为σe1061.9=2.9×10-19cm2和σe1338mm=5.5×10-20cm2.采用染料激光器作为泵浦源,对晶体进行了自变频激光实验研究,在紫外可调谐(378-382nm)、绿光531nm、蓝光(436-443nm)、红光(669nm)和红外可调谐(1305-1365nm)波段实现了激光输出,输出的最大功率分别为:105μJ/脉冲、119.5μJ/脉冲、445μJ/脉冲、19μJ/脉冲和31μJ/脉冲.

Nd^(3+):Gd_3Ga_5O_(12)单晶的能级和晶体场计算(英文)

测试了Nd^(3+):GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱,并分析指认了它的实验能级,通过从头计算的DV-Xα方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。用Nd^(3+):GGG在77 K和300 K的156个、88个实验能级,拟合了它的自由离子参数和晶体场参数,均方根误差(即拟合精度)σ分别为15.79 cm^(-1)和11.48 cm^(-1)。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd^(3+):GGG和已报道Nd^(3+):YAG的自由离子参数和晶体场参数。

YAG∶Cr^(3+)晶体精细光谱结构研究

采用不同的晶体畸变模型,利用CDM(completediagonalizationmethod)方法对YAG∶Cr3+晶体的EPR参量进行了系统研究·通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下,对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况,不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构,而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感,因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的·同时结果表明,Cr3+离子进入YAG晶体后,产生了Δθ=1.88°的三角畸变·从而成功统一地解释了YAG∶Cr3+晶体的EPR参量和精细光谱结构·

氟化物激光晶体Nd^(3+)∶LiY_F4的坩埚下降法生长

晶体Nd3 +∶LiYF4是一种优良的LD泵浦激光工作物质 ,该晶体主要采用提拉法生长 ,迄今尚未见采用坩埚下降法生长该晶体的研究报道。本研究组进行了氟化物激光晶体的坩埚下降法生长工艺的研究 ,获得了大尺寸的激光晶体Nd3 +∶LiYF4。本实验采用氟化物试剂LiF(CP)、YF3 (AR)、NdF3 (AR)为初始原料 ,并用高温氟化法对氟化物原料进行脱水处理 ,以获得能满足晶体生长需要的无水氟化物原料。根据体系相平衡关系 ,晶体配合料的最佳组成应为LiF∶YF3 =5 1 .5∶48.5 ,同时考虑到在晶体Nd3 +∶LiYF4中Nd3 +是通过替代Y3 +而进入晶格的 ,确定按化学式Li5 1.5 Y47.5 Nd1.0 F4所示组成配制晶体配料 ,其中激活离子Nd3 +的掺杂浓度为 1mol%。在装填坩埚之前 ,将配料再次进行氟化处理 ,并烧结成多晶料。选用铂坩埚的尺寸为2 8× 2 5 0mm ,将籽晶放置于坩埚下端并填装配料后 ,焊接坩埚两端以隔绝空气 ,使晶体生长在密闭条件下进行。该晶体生长所用的坩埚下降生长炉采用电阻加热和铂 铂铑热电偶测温 ,控制炉温 92 0～95 0℃ ,生长体系的固液界面温度为 81 9℃左右 ,界面的温度梯度为 2 0～ 30℃ ,坩埚下降速度为0 .4～ 0 .8mm/h。在上述条件下已生长出尺寸达2 5mm× 6 0mm的透明、浅紫色、无散射的Nd3 +∶LiYF4晶体。

关于Nd∶YAG晶体R_2→Y_3跃迁有效受激发射截面的讨论

文中对W.Koechner先生所著的《Solid-StateLaserEngineering》一书中关于Nd∶YAG晶体R2→Y3跃迁有效受激发射截面的描述进行讨论。

LD泵浦Cr^(4+),Nd^(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究

Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体的激光特性得到了系统研究。在LD泵浦下,Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出.激光平均输出功率达到3.36 W,脉宽65 ns,重复频率87 kHz,光-光效率为15.3％.加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频,获得了532 nm的绿色脉冲激光输出:平均功率达到1W,脉宽210 ns;重复频率47 kHz,光-光效率为6％.对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论。

DPSS单频自调Q946nmNd^(3+),Cr^(4+)∶YAG微片激光器

报道了激光二极管泵浦的低阈值自调Q 946nmNd3 + ,Cr4 + ∶YAG微片激光器的实验研究。激光器实现稳定的单频、基横模和偏振输出 ,输出斜率效率达到 2 2 %。 946nm激光直接腔外倍频得到 473nm蓝光输出 ,光 光倍频转换效率达到 15 %。

掺Nd^(3+)的Sr_3Gd(BO_3)_3晶体的激光特性

介绍了一种新的硼酸盐激光晶体Nd3+:Sr3Gd(BO3)3的激光特性.采用氙灯作为泵浦源,获得激光输出为17.84 mJ,总效率η0=0.092%,曲线的斜效率ηs=0.27%.实验表明Nd3+:Sr3Gd(BO3)3晶体是一种新的有潜在应用价值的激光晶体.

Nd^(3+)掺杂的Sr_3Y_2(BO_3)_4晶体光谱特性研究

采用提拉法生长出25mm×40mm的Nd3+∶Sr3Y2(BO3)4晶体,测试了该晶体的吸收光谱、荧光光谱及荧光寿命。结果表明:Nd3+∶Sr3Y2(BO3)4晶体在807nm附近有最强的吸收峰,其半峰宽(FWHM)为16nm,宽的吸收半峰宽适合于LD泵浦;从荧光光谱得到发射波长分别为910.8nm、1065.2nm和1399nm的荧光峰。根据吸收和荧光光谱,计算了晶体的吸收截面和发射截面。采用J-O理论计算了Nd3+在Sr3Y2(BO3)4中的强度参数、各能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比等参数。计算结果表明,其强度参数Ω2=3.816×10-20cm2,Ω4=10.895×10-20cm2,Ω6=12.44×10-20cm2,辐射寿命为104μs,量子效率η=49.7%,荧光分支比β1(0.88μm)=0.429,β2(1.06μm)=0.461,β3(1.35μm)=0.107,β4(1.88μm)=0.003。

稳定的高重频Cr^(4+)∶Nd^(3+)∶YAG自调Q激光器

在平平腔的Cr4+∶Nd3+∶YAG激光器中,采用内置f=70mm双凸透镜形成等效腔和用1mm小孔光阑进行横模限制的方法,获得了高重频、高光光转换效率、稳定的激光脉冲序列。在泵浦功率17. 2W时,获得了平均功率4. 7W,其光光转换效率达到了27. 3%。此时的重复频率及其标准方差为42±1kHz,脉宽及其标准方差为9. 57±0. 187ns,示波器采集的光脉冲值幅度及其标准方差为471±36μW。对应的峰值功率和单脉冲能量分别达到了13kW和115μJ。据我们了解,这是迄今为止LD端面泵浦的自调Q激光器获得的重复频率最高且稳定的实验结果。

染料调Q的Nd^(3+):YAG激光器偏振性测试

为了确定染料调Q的Nd^(3+):YAG激光器发射的单次激光脉冲的偏振性,利用偏振分束立方体和双通道激光能量计,实验测量了激光脉冲经偏振分束后P偏振光和S偏振光的能量比,分析总结了激光器的偏振性。结果表明:激光器偏振性个体差异很大,不存在统一性;每一台激光器都有各自的偏振性,同一台激光器前后发射的激光脉冲的偏振性可能一致,也可能变化较小,也可能完全随机。产生偏振性的具体原因有待进一步研究。