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Tm^3+/Ho^3+掺杂的Gd3Ga5O12~2.0μm波段红外激光晶体的生长和性能研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:O78[理学—晶体学]
  • 作者机构:[1]中国科学院福建物质结构研究所,中国科学院光电材料化学与物理重点实验室,福州350002, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:福建省科技计划重点研究项目(2007H0037); 国家自然科学基金(50902129;61078076)资助项目
中文摘要:

采用提拉法生长了最大尺寸为25 mm×(30-40)mm优质透明的Tm^3+∶GGG、Yb3+/Tm^3+∶GGG、Cr^3+/Tm^3+∶GGG、Tm^3+/Ho^3+∶GGG和Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶GGG共五种晶体。在室温下测试了这些晶体的吸收光谱、荧光光谱及荧光衰减曲线等,详细研究了光谱性能,对部分晶体进行了Judd-Ofelt理论计算,得到强度参数等重要的光谱参数。计算了-2.0μm附近荧光峰值波长处相应的能级跃迁的发射截面、量子效率等。研究表明:Yb3+和Cr^3+的掺入分别使得Tm∶GGG晶体在980 nm附近和451 nm、628 nm附近的吸收大大增强,有利于商业激光二极管和闪光灯泵浦。在Tm激活的Tm^3+∶GGG、Yb3+/Tm^3+∶GGG、Cr^3+/Tm^3+∶GGG晶体中,-2.0μm波段附近发射强度和发射截面值最大的峰值对应的波长为2000 nm;而在Ho激活的Tm^3+/Ho^3+∶GGG和Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶GGG晶体中,发射强度和发射截面最大的峰值对应的波长为2080 nm。用氙灯抽运键合的尺寸为5 mm×45 mm Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶Gd3Ga5O12晶体,在2.086-2.102μm波段实现了平均功率为170 mW的激光输出。

英文摘要:

High quality Tm^3+∶GGG,Yb3+/ Tm^3+∶GGG,Cr^3+/ Tm^3+∶GGG,Tm^3+/Ho^3+∶GGG and Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶GGG crystals with the largest size 25 mm×(30-40) mm have been grown by Czochralski method.The absorption spectra,fluorescence spectra as well as fluorescence decay curves of all these crystals were measured at room temperature.The spectral properties were discussed,and Judd-Ofelt theory was used on some crystals to obtain intensity parameters and other important spectral parameters.The emission cross-sections,quantum efficiency of the transitions corresponding to ~2.0 μm wavelength were calculated.The results show that the codopant Yb3+ and Cr^3+ made the absorption of Tm∶GGG crystal in the bands with peaks near 980 nm and near 451 nm,628 nm much stronger,which are suitable for pump by LD and Xenon lamp effectively.In the Tm^3+ activated crystals,e.g.Tm^3+∶GGG,Yb3+/Tm^3+∶GGG,Cr^3+/Tm^3+∶GGG crystals,the strongest emission locates at ~2.0 μm;while in the Ho^3+ activated crystals,e.g.Tm^3+/Ho^3+∶GGG,Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶GGG crystals,the strongest emission locates at ~2.08 μm.Laser characteristics of Cr^3+/Tm^3+/Ho^3+∶Gd3Ga5O12 crystal with size 5 mm×45 mm were measured using the Xenon flash-lamp as the pumping source and 170 mW laser output was achieved within the range of 2.086-2.102 μm.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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