Author Affiliations
Abstract
1 Tianjin Key Laboratory of Functional Crystal Materials, Institute of Functional Crystals, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China
2 Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
ZnGeP2 (ZGP) crystals have attracted tremendous attention for their applications as frequency conversion devices. Nevertheless, the existence of native point defects, including at the surface and in the bulk, lowers their laser-induced damage threshold by increasing their absorption and forming starting points of the damage, limiting their applications. Here, native point defects in a ZGP crystal are fully studied by the combination of high angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) and optical measurements. The atomic structures of the native point defects of the Zn vacancy, P vacancy, and Ge-Zn antisite were directly obtained through an HAADF-STEM, and proved by photoluminescence (PL) spectra at 77 K. The carrier dynamics of these defects are further studied by ultrafast pump-probe spectroscopy, and the decay lifetimes of 180.49, 346.73, and 322.82 ps are attributed to the donor Vp+ → valence band maximum (VBM) recombination, donor GeZn+ → VBM recombination, and donor–acceptor pair recombination of Vp+ → VZn-, respectively, which further confirms the assignment of the electron transitions. The diagrams for the energy bands and excited electron dynamics are established based on these ultrahigh spatial and temporal results. Our work is helpful for understanding the interaction mechanism between a ZGP crystal and ultrafast laser, doing good to the ZGP crystal growth and device fabrication.
ZnGeP2 crystal point defects HAADF-STEM photoluminescence pump-probe spectroscopy 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041604
作者单位
摘要
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
介绍了由Ho∶YAG声光调Q激光器输出2.1 μm激光脉冲泵浦ZGP光参量振荡器。利用1.9 μm激光器作为Ho∶YAG激光器的泵浦源,调Q重复频率为15 kHz时,激光器输出功率21.5 W单一波长窄线宽激光。由Ho∶YAG激光器泵浦ZGP-OPO,最大输出中波红外激光8.85 W,激光脉冲宽度14.5 ns,激光器输出斜效率高达80.9%。该激光器在气体检测及光电对抗等领域有广泛的应用前景。
单波长窄线宽 2.1 μm激光器 磷锗锌晶体 中波红外激光 光参量振荡器 single wave length and narrow linewidth 2.1 μm laser ZnGeP2 crystal mid-infrared laser optical parametric oscillator 
光学与光电技术
2016, 14(4): 44
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 俄罗斯科学院 西伯利亚分院气候与生态系统监测研究所,托木斯克 俄罗斯 634055
3 俄罗斯科学院 列别捷夫物理所,俄罗斯 莫斯科 119991
为了获得2.15~1 500 μm的相干光源,研究了CO激光在高质量非线性晶体ZnGeP2和GaSe中的混频效应。为了提高转换效率,在激光锁模方式下对CO激光器的二次谐波、和频和差频的产生进行了研究。结果显示,利用GaSe晶体和ZnGeP2晶体,调Q多谱线CO激光辐射的谱线内倍频效率分别大于0.3%和1.1%。采用ZnGeP2晶体进行倍频时,可调谐锁膜CO激光器的转换效率为12.5%。模拟结果显示,二次谐波与和频产生的输出光谱相同。相邻谱线下,和频和差频的产生过程中,基波和一次谐波可以分别在4.0~5.0 μm和100~≥1 200 μm (太赫兹范围)形成振荡。利用锁模CO激光器在ZnGeP2晶体中的混频效应,可以得到2.15~≥1 500 μm的相干光源,同时转换效率可达到甚至高于12.5%。
非线性晶体 ZnGeP2晶体 GaSe晶体 混频效应 脉冲CO激光 锁模 nonlinear crystal ZnGeP2 crystal GaSe crystal frequency conversion pulsed CO laser mode-locking 
光学 精密工程
2012, 20(2): 277
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
ZnGeP2晶体具有宽的透明范围(0.7~12 μm),较大的非线性系数(d36=75 pm/V),最高损伤阈值能量密度为10 J/cm2,较高的热导率(0.18 W/(m?K)),因而非常适合作为高功率中红外光参量振荡器(OPO)晶体。理论上分析了ZnGeP2 光参量振荡器相位匹配特性,实现3~5 μm连续调谐范围输出的Ⅰ类相位匹配角在52.5~55.2°之间。实验上,以15 W光纤耦合激光二极管(LD)抽运的2.05 μm高重复频率声光调Q Tm,Ho∶YLF激光器作为抽运源,其最大平均功率4 W,脉冲宽度小于40 ns, 脉冲重复频率100 Hz~10 kHz可调。为降低准三能级系统激光器阈值,提高激光脉冲能量抽取效率,Tm,Ho∶YLF晶体采用液氮制冷方式,工作在77 K温度条件下。非线性频率转换晶体ZnGeP2长15 mm,55.7°切割,光参量振荡器谐振腔为平平腔,腔长约20 mm。在3.6 W的抽运功率下,脉冲重复频率10 kHz,实现了4.1 μm附近中红外激光输出,参量光脉冲宽度为20 ns,平均输出功率为0.7 W,光-光转换效率为20%,抽运光阈值功率为0.65 W。
激光技术 光参量振荡器 相位匹配 ZnGeP2晶体 
中国激光
2005, 32(1): 39

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