1 1.上海大学 材料基因组工程研究院, 上海 200444
2 2.同济大学 高等研究院, 物理科学与工程学院, 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
3 3.江苏师范大学 物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 徐州 221116
4 4.南京光宝光电科技有限公司, 南京 210038
氟化钙(CaF2)是一种良好的激光材料基质, 具有较宽的透过范围(0.125~10 µm)、良好的导热性(9.71 W/(m·K))和低非线性效应系数。在Pr:CaF2晶体中, [Pr3+-Pr3+]团簇导致Pr3+离子在较低浓度下出现荧光猝灭现象。在CaF2中共掺入La3+离子有可能打破[Pr3+-Pr3+]团簇。本研究通过温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT), 成功地生长了一系列共掺入不同浓度La3+离子的Pr:CaF2晶体。在室温下采用X射线粉末衍射、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减寿命对Pr, La:CaF2晶体进行表征。Pr:CaF2晶体共掺入La3+离子后仍具有立方晶体结构。3P0→3H6(604 nm)和3P0→3F2(640 nm)处的最大受激发射截面分别为1.36×10-20和3.18×10-20 cm2, 半峰宽分别为17.0和 3.8 nm。随着La3+离子掺杂含量的增加, 3P0→3H6(604 nm)处的半峰宽从15.84增加到18.53 nm。0.6%Pr,10%La:CaF2 (原子分数)的最大荧光寿命和光谱质量因子分别为45.82 μs和145.8×10-20 cm2·μs。上述结果表明: [Pr3+-Pr3+]离子淬灭团被打破, Pr, La:CaF2晶体是潜在的激光增益材料, 可应用于橙红色激光领域。
Pr, La:CaF2 光谱性能 Judd-Ofelt理论 荧光寿命 Pr, La:CaF2 spectra property Judd-Ofelt theory fluorescence lifetime
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
4 上海大恒光学精密机械有限公司, 上海 201800
通过实验和理论相结合的方式,从热透镜效应角度研究了Er 3+,Yb 3+∶glass在激光二极管(LD)端面抽运条件下的激光输出能量,建立起LD抽运重复频率、Er 3+,Yb 3+∶glass热光系数与空腔运转斜率效率、调Q输出脉冲能量之间的关系。采用平凹腔结构,并以Co 2+∶MgAl2O4作为调Q开关,设计了LD端面抽运被动调Q激光器,实验结果发现,当热焦距大于前腔面光斑半径最小值对应的热焦距时,空腔运转斜率效率与材料的热光系数呈负相关,调Q输出脉冲能量与热光系数及抽运重复频率均呈负相关。基于理论研究,通过热焦距公式、稳定谐振腔的矩阵计算法以及被动调Q的速率方程进行数值模拟,解释并验证上述实验现象。结果显示,可通过降低抽运重复频率和选择低热光系数的Er 3+,Yb 3+∶glass等方式降低热透镜效应实现高脉冲能量的输出。
激光器 热透镜效应 输出能量 Er
3+ Yb
3+∶glass; 抽运重复频率 热光系数 中国激光
2021, 48(17): 1701002
1 温州大学 化学与材料工程学院， 浙江 温州 325035
2 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
3 湖州师范学院 化学系， 浙江 湖州 313000
为了改善白光LED用荧光材料效率低、均匀性差、光衰大、寿命短及物化性能差等不足，本文采用单晶荧光材料取代荧光粉来制备白光LED,并对白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能进行了研究.采用提拉法生长了白光LED用Ce∶YAG及Pr,Ce∶YAG晶体，并通过吸收光谱，激发、发射光谱对晶体材料的光谱特性进行表征.研究表明，Ce∶YAG单晶荧光材料可以被发射波长460 nm左右的蓝光芯片有效激发，产生一个范围为480~650 nm宽峰发射.通过Pr3+,Ce3+离子共掺杂可以有效补偿Ce3+离子单掺杂YAG荧光材料发光中的红色发光成分.
荧光材料 单晶 光谱 共掺杂 白光LED Phosphor Single crystal Spectrum Ce∶YAG Ce∶YAG Co-doped White LED
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Department of Physics and Laboratory of Materials Physics, School of Physics, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China
A laser diode-pumped high-efficiency widely tunable Tm:YAP laser with excellent comprehensive properties is reported. The output power is stable at a given pump power. Under the absorbed pump power of 12.95 W, the maximum output power at 2,010 nm is 5.16 W, corresponding to a slope efficiency of 45.5%. The generated beam profile is close to the Gaussian TEM00 near the maximum pump power. Furthermore, the laser working wavelength can be continuously tuned through optimization from 1,894 to 2,066 nm, which is the widest tunable range for Tm:YAP lasers to date.
固态激光器 Tm: YAP激光器 可调谐红外激光器 140.3580 Lasers, solid-state 140.3070 Infrared and far-infrared lasers 140.3600 Lasers, tunable 140.3480 Lasers, diode-pumped Chinese Optics Letters
2011, 9(8): 081402
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
以硝酸铀、氟化钙和氟化铅为原料,采用导向温度梯度法(TGT)成功地生长了可用作1.54μm被动Q开关的U:CaF2晶体.通过ICP-MS测量晶体中不同部位U的含量,测得U在CaF2中的分凝系数等于0.53.通过改变原料配比生长了多种价态的U:CaF2晶体.结果表明PbF2可以调节U的价态:无PbF2的条件下生长的晶体为U4+:CaF2;加入PbF2生长的晶体主体上是U3+:CaF2,靠近石墨坩埚的晶体外层被进一步还原为U2+:CaF2.
人工晶体 U:CaF2晶体 导向温度梯度法 分凝系数 吸收光谱
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
简述了氟化钙(CaF2)晶体的发展历史,总结其光学特性,介绍了氟化钙晶体的生长新工艺技术和发展.综述了氟化钙晶体在现代信息技术中的应用,特别对氟化钙晶体在紫外波段激光或光刻系统中的应用和发展状况作了重点说明,同时进一步指出了目前存在的问题,最后对氟化钙晶体的发展前景作了展望.
氟化钙晶体 晶体生长 紫外光刻 综述
