Yb掺杂Ca(1-x)RxF(2＋x)(R=La,Gd)激光晶体的结构与光谱性能参数的研究

采用坩埚下降法生长了两个系列晶体3at%Yb:Ca_(1-x)R_xF_(2+x)(R=La,Gd;x=0,0.01,0.03,0.06,0.09),测试了晶体的XRD、拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命。系统地研究了调剂离子La^(3+)、Gd^(3+)对Yb:CaF_2晶体晶格常数、拉曼光谱和光谱性能的影响规律,分析讨论了Yb^(3+)离子的结构与光谱性能之间的关系。研究结果表明,随着La^(3+)、Gd^(3+)掺杂浓度增加,晶体的晶格常数和拉曼半高宽都逐渐增大,这说明晶体膨胀和晶格振动模式种类增多。在3at%Yb:Ca_(1-x)La_xF_(2+x)晶体中,当调剂离子La^(3+)掺杂浓度为6at%时,具有最大吸收截面0.71×10-20 cm^2,荧光强度也最大;而在3at%Yb:Ca_(1-x)Gd_xF_(2+x)晶体中,当调剂离子Gd^(3+)掺杂浓度为3at%时,荧光强度最大,Gd^(3+)掺杂浓度为6at%时,具有最大吸收截面0.64×10^(-20) cm^2。共掺晶体相比于单掺3at%Yb:CaF_2晶体有更好的光谱参数。综上可知,通过调节La^(3+)、Gd^(3+)离子浓度,可以改变Yb^(3+)离子的结构,优化晶体的光谱性能。

激光二极管抽运Na,Yb共掺CaF_2晶体自调Q激光特性的研究

利用激光二极管(LD)抽运新型Na,Yb共掺CaF2(Na,Yb∶CaF2)晶体,获得了1.05μm的自调Q激光输出。利用透射率1%的耦合输出镜,得到最低激光输出的抽运阈值功率仅为70 mW。在透射率为2%的输出镜条件下,得到最大输出激光功率为390 mW,此时激光的斜度效率达到20%。实验详细记录了自调Q脉冲的周期和宽度随抽运功率的变化关系,随着抽运功率的增加,自调Q脉冲的周期和宽度呈指数衰减。同时,还采用单棱镜进行光谱调谐实验,获得了1036~1059 nm的自调Q激光调谐输出。