ErYAP晶体多波长激光运转及偏振特征研究分析

ErYAP晶体多波长激光运转及偏振特征研究分析稀土离子Er3+掺杂激光晶体通过能级跃迁4I11/2-4I13/2能够实现2.7～3μm激光输出,该波段激光在生物医疗[1,2]、空间科学研究[3]、激光

ErYAP 晶体多波长激光运转及偏振特征研究分析 Er3+4I11/2-4I13/22.73μm, 稀土离子掺杂激光晶体通过能级跃迁能够实现～激光输出 [1,2][3][4] 该波段激光在生物医疗、空间科学研究、激光遥感与激光雷达等领域均有着重 ;,(OPO),35815μm 要应用还可用于泵浦非线性晶体通过光参量振荡实现～和～的激光输 [5]2.73μm,“ 出。然而其过长的下能级寿命极大地限制了～波段的激光输出称为自限制效 ”,Er3+ 应。为此通常会采用提高的掺杂浓度或者掺入具有与激光下能级相近能级的能级耦 ,,,[6] 合离子的方法降低下能级寿命从而提高激光效率减小激光阈值。 Er3+YAlO3(Er∶YAP),YAP 掺杂作为一种优良的中红外激光晶体很好的结合了基质晶体优 [7][8]Er3+ 良的热力学与机械性能、较高地热导率、较低的声子能量等优点与掺杂晶体具 YAPEr3+,1987 有丰富荧光谱线的特点。实验发现中所需要的掺杂浓度较低如早在年于 [9]Stalder[10]10at.%Er∶YAP; 桂芳等和等就分别在中实现了多波长激光输出近两 ,HirokiKawase[11]LD5at.%Er∶YAP0.95W2.92μm, 年等在泵浦中实现了的激光输出激 31% 光斜率效率高达。 ,(YAP),,Pbnm, 另外铝酸钇在结构上属于正交晶系空间群晶格常数为 a=5.180Å,b=5.330Å,c=7.371Å,,, 为畸形的钙钛矿型结构具有结构各向异性是双折射率较高 [12],, 的负双轴晶体不仅有利于降低热双折射所引起的影响还使其能够直接实现线偏振的激 [13]Q,[14] 光输出。直接输出的线偏振光更有利于调激光的实现如凌铭等用具有偏振特性 bNd∶YAP,LD,Q 沿轴切割的激光晶体在脉冲阵列侧面抽运的同时作为电光调的起偏器 ,1.02mJ,70ns1.341μmQ,- 件获得了的调激光输出该结果比加格兰福科棱镜作为起偏器得 ;MichaelBass[15]Nd∶YVO4, 到的结果更好通过在激光棒端面上沿一定角度切割加上材料 ,,Q 的高双折射使得激光棒可以作为自己的腔内偏振器并实现调激光输出。 ,[9]a10at.%Er∶YAP2711,2730 此前于桂芳等已经在氙灯泵浦轴晶体中实现了和 2795nm,Stalder[10] 三条谱线的激光输出并研究了三条谱线的偏振性能。等研究了不同轴 Er∶YAP, 向晶体在氙灯泵浦条件下的多波长激光输出特性并通过在腔内加布儒斯特窗的方 LD 法研究了晶体的偏振特性。但关于该晶体的偏振吸收光谱和该晶体在端面泵浦条件下 的偏振特性未报道。本工作通过在腔外加格兰激光棱镜作为检偏器的方式进一步研究了氙 10at.%Er∶YAP, 灯泵浦晶体的多波长输出特性以及输出激光的偏振特性还测量了晶体的偏 ,LDbEr∶YAP, 振吸收光谱并研究了晶体在端面泵浦轴晶体的多波长输出特性以及输出激 ;,LDEr∶YAP2750nm 光的偏振特性其中在端面泵浦晶体的实验中获得了新谱线的激光输 ;8K, 出最后测量了晶体在的低温条件下的吸收光谱并据此对激光上下能级的斯塔克子能级 ,8 进行了指认从而对本实验中实现起振的条谱线进行了辨认。 1 、实验部分