1 江苏师范大学物理与电子工程学院，徐州 221116
2 同济大学物理科学与工程学院，上海 200092
采用微下拉法生长了不同掺杂浓度(0.25%,0.50%,0.75%,1.00%，原子数分数)的Nd∶CaYAlO4单晶光纤。通过X射线衍射测试了单晶光纤晶体结构，结果表明晶体结构为四方晶系。测试了Nd∶CaYAlO4单晶光纤的室温偏振吸收和荧光光谱，测试样品在807 nm附近有很强的吸收。其中，1.00%Nd∶CaYAlO4的吸收最强，在σ偏振方向的吸收系数为4.20 cm-1，π偏振方向的吸收系数为4.06 cm-1。1.00%Nd∶CaYAlO4单晶光纤最强发射峰在σ和π偏振下都位于1 080 nm，σ偏振方向的发射带宽为17.7 nm，π偏振方向的发射带宽为17.8 nm。0.25%、0.50%、0.75%、1.00%掺杂浓度的Nd∶CaYAlO4单晶光纤4F3/2能级的荧光寿命分别为129、133、135和140 μs，未观察到浓度猝灭。结果表明Nd∶CaYAlO4单晶光纤是有潜力的超快激光增益介质。
微下拉法 单晶光纤 晶体生长 光谱性能 micro-pulling-down method crystal fiber Nd∶CaYAlO4 Nd∶CaYAlO4 crystal growth spectral property
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
4 School of Physics Science and Engineering, Institute for Advanced Study, Tongji University, Shanghai 200092, China
We demonstrate an all-solid-state continuous-wave (CW) single-frequency tunable 1.08 µm laser, which is realized by employing a disordered laser medium Nd:CaYAlO4 (Nd:CYA) crystal. The maximal output power of single-frequency 1.08 µm laser is 1 W. By rotating the incident angle of the intracavity etalon (IE), the maximal tuning range of 183.71 GHz is achieved. After the IE is locked to the oscillating longitudinal mode of the laser, the continuous tuning range of 60.72 GHz for 1.08 µm laser is achieved by scanning the cavity length. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a CW single-frequency widely tunable 1.08 µm laser based on Nd:CYA crystal.
all-solid state laser continuous wave continuous tuning Nd:CaYAlO4 crystal Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031403
1 天水师范学院 激光技术研究所, 甘肃 天水 741001
2 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
首次采用氧化石墨烯可饱和吸收体作为锁模启动元件在Tm,Ho∶CaYAlO4激光器中实现了稳定的被动调Q锁模运转。在3%输出耦合镜下, Tm,Ho∶CaYAlO4固体激光器获得了最低为293 mW的连续光出光阈值。在腔内引入氧化石墨烯可饱和吸收体后, 当吸收抽运功率增大到1 859 mW时, Tm,Ho∶CaYAlO4激光器进入稳定的调Q锁模运转状态。当抽运功率达到3 W时, 获得中心波长为2 089 nm、斜效率为10.1%、对应最大输出功率为213 mW的被动调Q锁模脉冲, 重复频率为100 MHz, 调Q包络中锁模脉冲的调制深度接近100%。
Tm,Ho∶CaYAlO4激光器 被动调Q锁模 氧化石墨烯 可饱和吸收体 Tm,Ho∶CaYAlO4 laser passively Q-switched mode-locked graphene oxide saturable absorber
西南大学 物理科学与技术学院, 重庆 400715
采用发射波长约为976 nm的半导体激光器作为泵浦源, Yb3+掺杂浓度为15at.%、通光长度为2 mm的Yb∶CaYAlO4晶体作为增益介质, 本文提出了一种基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO4以获取稳定脉冲输出的方案。通过合理设计谐振腔, 实现了稳定的被动调Q激光脉冲输出, 并分析了泵浦功率的大小对输出脉冲的重复频率、脉冲宽度、单脉冲能量以及脉冲峰值功率的影响。
Yb∶CaYAlO4晶体 被动调Q 半导体可饱和吸收镜 激光二极管 Yb∶CaYAlO4 crystal passive Q-switched semiconductor saturable absorber mirror laser diode
广西师范学院化学与材料科学学院, 广西 南宁 530001
采用溶胶凝胶法合成了CaY1-x-yAlO4∶xCe
3+, yTb
3+荧光粉,探讨了稀土离子Ce
3+、Tb
3+单掺及共掺对样品发光性能的影响。研究结果表明,合成的样品为四方晶系的纯相。在368 nm光激发下,CaY1-xAlO4∶xCe
3+发射蓝光,发射峰位于445 nm附近;在246 nm光激发下,CaY1-yAlO4∶yTb
3+发射绿光,发射峰位于418,440,491,548,589,625 nm附近。在Ce
3+/Tb
3+共掺荧光粉中,Ce
3+的能量可传递给Tb
3+,使Tb
3+的发光增强;当用368 nm或378 nm光激发共掺荧光粉时,Tb
3+呈现强烈的绿光发射。调整Ce
3+与Tb
3+的掺杂浓度可以调整对应的蓝光与绿光的发射强度。
材料 溶胶凝胶法 CaYAlO4 Ce
3+和Tb
3+共掺 发光性能 能量传递
广西师范学院 化学与材料科学学院, 广西 南宁 530001
采用溶胶凝胶法合成稀土离子掺杂CaY1-xAlO4∶xRE3+(RE=Dy,Ho,Sm,Tm)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、高分辨率透射电镜(TEM)和荧光分光光度计(PL)分别对荧光粉的物相结构、形貌以及荧光性能进行表征。研究结果表明，所合成样品为四方晶系结构的纳米级材料，在紫外光激发下，掺杂离子均表现出特征的f-f电子跃迁发射，当Dy3+、Ho3+、Sm3+和Tm3+ 的掺杂摩尔分数分别为0.03，0.015，0.015，0.02时，样品发光强度最大，分别发射出白光、绿光、橙光和蓝光。
溶胶凝胶法 发光性能 sol-gel method CaYAlO4∶Dy3+ CaYAlO4∶Dy3+ Ho3+ Ho3+ Sm3+ Sm3+ Tm3+ Tm3+ luminescent properties
广西师范学院 化学与材料科学学院, 广西 南宁 530001
采用溶胶凝胶法合成CaYAl1-xO4∶xMn4+红色荧光粉, 用差热热重分析仪(DSC-TGA)、X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)以及荧光分光光度计对荧光粉进行结构和性能的表征, 研究合成温度、反应时间及Mn4+掺杂浓度对CaYAl1-xO4∶xMn4+发光性能的影响。研究结果表明, 在335 nm光激发下, 荧光粉发射660～780 nm范围的红光, 归属于Mn4+的2Eg→4A2g能级跃迁。在712 nm光监测下, 样品呈现两组激发宽峰, 分别归属于Mn4+离子的4A2g→4T1g(335 nm)和4A2g→4T2g(475 nm)能级跃迁。当煅烧温度为1 200 ℃、反应时间为6 h和Mn4+的掺杂摩尔分数为0.5%时, CaYAl1-xO4∶xMn4+的发光强度最大。
溶胶凝胶法 红色荧光粉 sol-gel method CaYAlO4∶Mn4+ CaYAlO4∶Mn4+ red phosphors
