合肥研究院2.79微米中紅外激光晶體研究取得進展
近期,中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所激光技術中心研究員孫敦陸課題組在2.79微米中紅外激光晶體(ti) 研究中取得係列進展。
2.7微米至3微米中紅外激光在光譜分析、氣體(ti) 檢測、激光醫療及光參量振蕩泵浦等方麵有重要的應用前景。在前期研究工作的基礎上,孫敦課題組進一步優(you) 化了新型高效抗輻射中紅外激光晶體(ti) Cr,Er,Pr:GYSGG的摻雜濃度,並采用COMSOL軟件對晶體(ti) 的熱分布進行了理論分析;理論分析結果表明,采用熱鍵合技術在晶體(ti) 兩(liang) 端鍵合了純GYSGG晶體(ti) 作為(wei) 熱沉(純GYSGG比Cr,Er,Pr:GYSGG具有更高的熱導率,自身無激活離子,不產(chan) 生熱量,可以作為(wei) 熱沉),加快了激光晶體(ti) 棒兩(liang) 端散熱速率,有效改善了晶體(ti) 的熱透鏡效應,從(cong) 而進一步提高了Cr,Er,Pr:GYSGG晶體(ti) 的激光性能。
此外,Cr,Er:YSGG是目前發展較為(wei) 成熟的中紅外激光晶體(ti) ,Cr3+離子摻入後能夠提高晶體(ti) 的閃光燈泵浦效率,但Cr3+離子摻雜濃度還有待進一步優(you) 化。課題組采用提拉法生長出兩(liang) 種不同摻雜濃度的Cr,Er:YSGG晶體(ti) ,並對其吸收、熒光光譜、能級壽命及激光性能進行了對比研究,結果表明,在3at% Cr3+濃度摻雜的晶體(ti) 中,其輸出功率、激光斜效率等參數均有較大提高。
相關(guan) 研究成果發表在Optics Express上。該研究得到了國家自然科學基金、國家高技術研究發展計劃的資助。
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圖1.氙燈泵浦鍵合GYSGG/Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶體(ti) 的示意圖
圖2.Cr,Er,Pr:GYSGG和鍵合GYSGG/Cr,Er,Pr:GYSGG激光棒的熱分布。(a)晶體(ti) 棒表麵的熱分布;(b)鍵合麵位置的熱分布。
圖3.Cr,Er,Pr:GYSGG和鍵合GYSGG/Cr,Er,Pr:GYSGG晶體(ti) 的光束質量因子M2
圖4.不同頻率和泵浦功率下2at.% Cr,Er:YSGG和3at.% Cr,Er:YSGG晶體(ti) 的激光輸出
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