Li/Nb摩尔比变化对Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体光折变性能的影响

掺入摩尔分数为1%MgO,0.5%Sc2O3和质量分数为0.03%Fe2O3,从 Li与Nb 摩尔比分别为0.85,0.94,1.05,1.20和1.38的熔体中用提拉法生长Mg:Sc:Fe:LiNbO3(Mg:Sc:Fe:LN)晶体。测试了晶体的紫外–可见吸收光谱和红外光谱、抗光损伤能力、衍射效率、响应时间和光折变灵敏度。结果表明:随着Li/Nb摩尔比增加,Mg:Sc:Fe:LN 晶体的吸收边发生紫移;n(Li)/n(Nb)=1.05 的晶体分别在3466,3481cm–1和3504 cm–1处出现 OH–吸收峰;n(Li)/n(Nb)=1.38 的晶体在3504cm–1和 3535 cm–1处出现OH–吸收峰。随n(Li)/n(Nb)的增加,Mg:Sc:Fe:LN 晶体的衍射效率减小,响应速度和光折变灵敏度增大。n(Li)/n(Nb)=1.05 的近化学计量比 Mg:Sc:Fe:LN 晶体的抗光损伤能力最高。

Mg:Ho:LiNbO_3晶体的生长及其激光性能

在生长LiNbO_3的熔体中掺进1%(摩尔分数,下同)的Ho_2O_3和分别掺入1%,4%,5% MgO,用提拉法生长Mg:Ho:LiNbO_3晶体。测量了晶体的光谱性能和抗激光损伤能力。结果表明:5%Mg:1%Ho:LiNbO_3晶体红外光谱的OH^-吸收峰移到3 534cm^(-1);晶体抗光损伤能力比LiNbO_3晶体提高2个数量级以上。随着Mg:Ho:LiNbO_3晶体中Mg^(2+)浓度的增加,吸收光谱中吸收边连续紫移;Mg:Ho:LiNbO_3晶体最强的跃迁光谱项为~5I_8→~5G_6,对应的吸收波长为459nm,是最佳泵浦波长。晶体的荧光光谱表明:Mg:Ho:LiNbO_3晶体较易实现激光振荡的是~4S_2→~5I_8和~5I_7→~5I_8跃迁,对应的发射波长分别为546nm和2011 nm。选用波长为620nm的激光激发Mg:Ho:LiNbO_3晶体,由其上转换荧光光谱得到波长为523nm的荧光,实现了红绿光的转换。

镁掺量对镁钕铌酸锂晶体的抗光损伤和激光性能的影响

采用提拉法生长了掺0.4%(摩尔分数,下同)Nd2O3和分别掺1.0%、3.0%、5.0%、7.0%MgO的4种Nd∶Mg∶LiNbO3(Nd∶Mg∶LN)晶体。通过透射光束变形法测试晶体抗光损伤能力。结果表明:0.4%Nd∶7.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶5.0%Mg∶LN两种晶体抗光损伤能力皆达到阈值浓度,抗光损伤能力比0.4%Nd∶3.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶1.0%Mg∶LN晶体提高2个数量级。利用980nm激光二极管测试晶体的荧光光谱。在500～900nm的光谱范围内,出现2个光发射带,发光强度最强的近红外发射波长为840nm,对应4 I9/2→2 H9/2,4 F5/2能级跃迁。840nm处荧光来源于双光子过程,该上转换荧光在生物医学领域有着应用前景。

In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体的生长和光谱性能

采用提拉法生长了0.4%(摩尔分数)Yb_2O_3,0.4%Nd_2O_3和(0.5%、1.0%、2.0%)In_2O_3的3种同成分In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体。测试了掺杂晶体的紫外-可见吸收光谱和上转换发射光谱,探究了最优掺杂晶体的上转换发光强度与激发功率的关系。结果表明:随着In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体中In3+浓度的增加,晶体的紫外吸收边分别位于349、340、和338 nm处。采用980 nm二极管激光器激发获得的上转换发射光谱表明,上转换绿光的发射光强度最强,其次为上转换红光的发射强度,中心波段分别位于562、726 nm处,对应于Nd3+的4G9/2→4I11/2跃迁及4G9/2→4I15/2跃迁。2%In:Yb:Nd:LN晶体上转换荧光发射性能最优。根据不同激发功率测试,Nd^(3+)的近红外发光属于单光子过程,上转换红光及上转换绿光发光属于双光子过程。