1 山东师范大学 物理与电子科学学院 山东省光场调控及应用中心 山东省光学与光子器件技术重点实验室，山东 济南 250358
2 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 201899
3 μm波段激光是高精度外科手术的理想光源，也可作为长波中红外光参量振荡器的有效泵浦源。LD直接泵浦Er3+掺杂晶体是获得2.7~3 μm波段中红外激光的有效技术途径，具有成本低、结构紧凑简单等优点。由于Er3+ 2.8 μm激光下能级阻塞问题，一般需要高浓度掺杂，但高浓度掺杂易引起强烈的光吸收，增强了激光晶体的热效应，从而阻碍了激光功率的提升。低声子能量的氟化钙晶体特有的萤石型结构使得三价稀土离子极易形成“团簇”，将低浓度Er3+掺杂到氟化钙晶体中即可获得高效率的中红外激光增益介质。笔者课题组使用温度梯度法成功生长了低浓度掺杂1.3at.%Er3+: CaF2激光晶体，利用LD直接泵浦获得了2.2 W的中红外激光输出，这是目前利用LD端面泵浦同类晶体中的最高中红外激光输出功率。同时，文中还对上转换泵浦方式下该晶体的2.8 μm激光特性进行了研究。实验结果表明，低浓度掺杂的1.3at.%Er3+: CaF2晶体是一类具有产业化前景的中红外激光材料，有望推动长波中红外激光器向着结构紧凑、成本低的方向发展。
中红外固体激光 Er3+低浓度掺杂CaF2晶体 高功率激光 LD泵浦 上转换泵浦 mid-infrared solid-state laser lightly Er3+-doped CaF2 crystal high-power laser LD pump up-conversion pump 红外与激光工程
2021, 50(8): 20210336
Author Affiliations
Abstract
1 Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations & Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
2 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
3 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Electronic Science and Technology and College of Optoelectronics Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A new disordered crystal Nd:SrAl12O19 (Nd:SRA) with an Nd3+ doping concentration of 5% was successfully grown using the Czochralski method. A diode-pumped Nd:SRA Q-switched laser operating at 1049 nm was demonstrated for the first time, to the best of our knowledge. Based on an MXene Ti3C2Tx sheet, a high repetition rate of 201 kHz and a Q-switched pulse width of 346 ns were obtained when the absorbed pump power was 2.8 W. The peak power and single pulse energy were 1.87 W and 0.65 μJ, respectively.
Nd:SrAl12O19 crystal MXene Ti3C2Tx disordered crystal passively Q-switched lasers Chinese Optics Letters
2020, 18(4): 041401
1 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014
2 山东省光学与光子器件技术重点实验室, 山东 济南 250014
3 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201899
Nd,Gd∶CaF2是一种无序结构晶体,具有光谱宽、热导率高、透射范围大、声子能量低等优势。利用0.5%Nd,8%Gd∶CaF2晶体作为激光增益介质(百分数为原子数分数),实现了LD抽运的调谐激光输出,激光调谐波长范围为1045.7~1074.2 nm;将半导体可饱和吸收镜作为锁模元件,最终实现了双波长锁模激光输出,锁模激光器的中心波长分别位于1065.45 nm和1066.48 nm。锁模激光器的最大平均输出功率约为394 mW,最小脉冲宽度约为8.37 ps。
激光器 无序结构晶体 调谐激光 双波长 锁模激光器 二极管抽运激光器
