自从***台红宝石激光器问世以来,固态激光器一直在激光器的发展中占据主导地位。经过近50年的发展,固态激光器从实验室到各行各业、***部门和医疗单位,都在发挥着不可或缺的作用,尤其是在光网络和通信技术领域。
20世纪80年代,激光二极管和激光二极管阵列的研究取得了很大进展,使激光二极管泵浦固体激光器的研究进入了一个新的阶段,极大地促进了固体激光器件、技术和应用的发展。与传统闪光灯泵浦的固态激光器相比,LDPSSL具有以下优点[7]:
(1)高转换效率。泵浦灯为宽带泵浦,灯的辐射光谱只有一小部分被晶体吸收转化为激光能量,转化效率只有3 ~ 6%;半导体激光器的发射波长与固态激光器工作物质的吸收峰重合,有效避免了不必要的损耗,光-光转换效率可达70%。
(2)热负荷低。
(3) 使用寿命长。激光二极管或激光二极管阵列的使用寿命比传统闪光灯长得多。普通激光二极管阵列的使用寿命在10000小时以上,一般可达3104小时,而闪光灯的使用寿命只有200-400小时。
(4)光束质量好。
LDPSSL的成功研制,引出了“全固化”激光研究的新方向,是激光固化和小型化的重要突破。可以肯定的是,全固化激光器,尤其是可调谐固体激光器,将把激光应用推向许多新的领域。 Tm:YAP晶体长出来是什么样子?四川TmYAP市场价格
1993年,李等用800纳米的钛宝石激光器和5%的泵浦tm: yso在室温下获得了2.05米的连续激光输出。激光输出范围可扩展至2.01 ~ 2.07米,斜率效率为18%[38]。1998年,Jean-paul Foing等人报道了以二极管为泵浦光源的5%Tm:YSO、10%Tm:CAS和5%Tm:SYS激光器的实验研究[36]。除了5%的Tm:SYS晶体由于其热力学性质不能产生激光振荡外,5%的Tm:YSO和10%的Tm:CAS晶体分别获得了110mW和39mW的激光输出,斜效率分别为26%和8.6%。指出TM3360YSO可实现1.93~2.07m范围内的宽调谐激光输出,其调谐范围为掺TM3的(1.93 ~ 2.07 m) (3)钒酸盐晶体吉林TmYAP方法Tm:YAP吸收系数与浓度变化成正比?
1.1.1 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响我们对3at%Tm:YAP样品分别进行了H2和O2退火实验,其中H2退火为1150℃保温20h,O2退火为1200℃保温10h,O2退火后晶体颜色加深,而H2退火后晶体颜色变浅。通过对退火前后吸收谱分析我们发现,氧气退火使212nm-628nm吸收明显增加,并且在254nm和372nm处出现两个比较宽的吸收峰,而氢气退火使该段吸收减少,并且差分吸收谱在254nm和372nm处也出现两个凹陷的峰。我们认为这些缺陷的形成是由于Fe3+、Fe2+的存在造成[70]。其中254nm左右为Fe3+吸收峰,372nm差吸收峰对应Fe3+→O2-→Fe2+电荷转移吸收峰,氧气退火使Fe3+增加而Fe2+减少,故两处吸收峰增强,而氢气退火使Fe3+减少而Fe2+增加,故两处吸收峰减弱。
3)共掺Tm3和Ho3固态激光器。Ho3的5I7能级与Tm3的3F4能级相匹配,很容易实现它们之间的有效能量传递。利用ho3 敏化,高能脉冲激光可以实现2m焦耳以上的输出。但是,Tm3和Ho3之间容易发生上转换发光和反向能量转移,影响上能级粒子的聚集,降低激光效率。例如,HO:LULIF4激光器的比较高单脉冲能量可达1J,而其比较高斜率效率*为16.5%[21]。因此,开发Tm3和Ho3共掺固体激光器的关键是找到合适的激光基质来提高Tm3和Ho3之间的能量转移效率,从而提高激光输出效率。
综上所述,掺Tm3 /Ho3的LD泵(包括单掺Tm3和Ho3;双掺杂Tm3和Ho3)晶体具有结构紧凑、光束质量好、能满足雷达发射源线宽度和脉冲宽度等傅里叶变化极限要求等特点。它是实现高效率2m波段连续和调q脉冲激光输出的***方法之一,是目前中红外固体激光器研究领域的一个热点。 Tm:YAP晶体能级结构?
激光雷达发射机。人眼安全的2m波段激光器可以代替Nd:YAG和CO2激光器用于全固体脉冲相干雷达、测量大气风速和探测大气气溶胶流。调q 2m激光器还可以用于高度测量、地形测量、测距等。该雷达发射机的分辨率可提高8-10倍,在***和环境监测中具有重要的应用前景。
(3)中红外3 ~ 5 m光学参量振荡器泵浦源。2m激光是定向红外干扰源的比较好泵浦源之一——中红外3 ~ 5微米光学参量振荡器。 提拉法生长Tm:YAP晶体的吗?贵州TmYAP材料区别
基于以上重要的应用价值,2m激光一直是激光发展的重要方向之一。早在1962年,Johnson L F团队就报道了掺Ho3和掺TM3的2M带的激光输出是在钨酸钙(CaWO4)晶体中中实现的[9]。然后,该小组从理论上研究了钼酸钙(CaMoO4)晶体中,中er3与Tm3或Ho3之间的能量转移机制,并通过使用氙灯泵浦获得了Tm3的1.9115和1.9060m激光输出以及Ho3的2.0740、2.0707和2.0556m激光输出。1965年,他们分别用钨灯和氙灯泵浦实现了Cr3/Er3 敏化的Tm:YAG、Ho:YAG脉冲和连续激光输出[11]。此后,Er2O3、HoF3等晶体中中Tm3 /Ho3的激光输出陆续有报道[12][13]。但这些实验需要在液氮温度(77K)下进行,门槛较高,给实际操作带来困难。Tm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构吗?四川TmYAP市场价格
***离子
激光工作物质通过***离子粒子数反转来实现激光操作。常用于活化离子的元素有:稀土金属离子(二价或三价);渡族金属离子;锕系金属离子。
(1)稀土金属离子。
稀土元素是门捷列夫元素周期表第三亚组的15种镧系元素,原子序数从57到71不等。从19世纪末开始,稀土元素被用于制造蒸汽灯罩、燧石和弧光灯碳棒等初级应用产品,现在广泛应用于彩电屏幕、三基色节能灯、绿色高能可充电电池、汽车尾气净化催化剂、计算机驱动器、核磁共振成像器、固态激光器、光纤通信和磁悬浮列车等高科技领域。
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