.室温下Tm_YLF泵浦的Ho_YAG激光器

室温下Tm：YLF泵浦的Ho：YAG激光器X.J.Cheng,1J.Q.Xu,1,2,∗M.J.Wang,1B.X.Jiang,3W.X.Zhang,3andY.B.Pan摘要：本文报道了Ho：YAG陶瓷激光器。Ho：YAG陶瓷板是由中心波长为1.91μm的Tm：YLF泵浦的。在室温下，掺杂浓度为1%的Ho：YAG板得到了1.2W的2.09μm激光，泵浦功率为5W，斜效率42.6%，转换效率24%。1.引言由于输出波长在人眼安全范围，Ho激光在远程遥感，雷达和医学中得到重要的应用。此外，高峰值功率的Ho激光可以作为3-5μm中红外光参量振荡器的泵浦源。不幸的是，Ho3+没有与商业二极管发射波长相对应的吸收带。其中一个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 就是用Tm激光泵浦Ho激光。跟Tm，Ho共掺杂激光器相比，由于具有较低的量子亏损，Tm激光泵浦的Ho激光更容易获得高光束质量。由于TM激光与Ho激光的吸收带相匹配，和足够的泵浦能量，Tm激光成为了Ho激光最有效的泵浦源。对腔内Tm：YLF或Tm：YAG泵浦的Ho：YAG也曾有报道。受到增长方式的限制，很难获得高掺杂浓度的大块晶体。然而，陶瓷可以很容易地获得大体积、高掺杂浓度。在A.Ikesue首次报道了Nd：YAG陶瓷之后，不同激活离子和基质的激光相继报道出来。此外，最近也有了被动调Q和锁模陶瓷激光器的报道。随着陶瓷烧结技术的发展，可以获得2μm波段低散射损耗的透明陶瓷。H.Hazama报道了Tm，Ho：YAG陶瓷调Q激光器泵浦的中红外光参量振荡器。在我们的初步工作中，搭建了一台半导体端泵Tm：YAG陶瓷激光器。本文我们报道了一台Tm：YLF激光器端泵的Ho：YAG激光器，得到了最大功率为1.2W的2.09μm激光，泵浦功率5W。2.光谱学本文所用的Ho：YAG是上海硅酸盐研究所生长的。图1给出了室温下陶瓷Ho：YAG在掺杂浓度在1%和3%时从1800nm到2000nm的受激吸收谱。在1.91μm处的强吸收峰恰巧与Tm:YLF激光的波长相匹配。图3给出了室温下掺杂浓度为3%的陶瓷Ho：YAG从1800nm到2000nm的荧光谱线。受激辐射的谱线半宽度为80ns，中心波长在2.09μm附近。3.激光实验和结果在我们的早期实验中，设计了一台半导体端泵快轴准直Tm：YLF激光器，如图3所示。Tm：YLF掺杂浓度3.5%，沿a轴切割，尺寸为1×6×12mm。用焦距均为90mm的两个平凸柱面镜和一个平凸球面镜建立快轴准直LD系统。结构紧凑的平凹腔由M1和M2构成，用于Tm：YLF平板激光器。全反镜M1镀792±15nm增透膜，1910±25nm全反膜，输出镜对1910±25nm的反射率为80%。Tm：YLF激光器最大输出功率7.26W，中心波长1.91μm。Tm：YLF激光经两个焦距80mm的球面镜整形。M3和M4镀1910±25nm全反膜，这个近似的平凹腔用于Ho：YAG陶瓷激光器。全反镜M5镀1910±15nm增透膜，2100±25nm全反膜。输出镜M2对2100±25nm的反射率为95%和98%。Tm：YLF晶体和Ho：YAG陶瓷均包裹在铜散热片中，冷却水温15℃。Ho：YAG陶瓷端面均镀2100±25nm和1910±25nm的增透膜。掺杂浓度1%的陶瓷Ho：YAG激光器的输出功率曲线如图4所示。在5W的泵浦功率下，输出镜透过率为5%和2%时对应的输出功率分别为1.2W和0.6W，斜效率分别为42.6%和17.4%，阈值分别为1.52W和2.16W。由于陶瓷中的散射损耗，Ho：YAG陶瓷的斜效率比Ho:YAG晶体要低。对于掺杂浓度3%的Ho：YAG陶瓷，在同样的泵浦功率下我们没有获得激光输出。主要原因可能因为3%的Ho：YAG陶瓷对2090nm的透过率低于1%的Ho：YAG陶瓷。图5分别给出了厚度为5mm，掺杂浓度分别为1%和3%的Ho：YAG在2040nm到2160nm的透过率。在2090nm处，1%Ho：YAG陶瓷的透过率为74.5%，比3%Ho：YAG陶瓷要高得多（56.8%）。图61%Ho：YAG陶瓷激光输出谱线图6给出了输出镜反射率为95%时输出1.2W激光的激光光谱。Ho：YAG陶瓷的中心波长为2090nm，和Ho：YAG晶体相似，谱线宽度为6nm。4.总结最终我们实现了一台掺杂浓度1%的Ho：YAG激光器。在室温下得到中心波长为2090nm的1.2W连续输出，斜效率42.6%。实验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明Ho：YAG晶体适合作为2μm激光器的材料。可以通过增强Ho：YAG的透过率，优化光学设计来得到更高的输出功率和光-光转换效率。References[1]S.W.Henderson,C.P.Hale,J.R.Magee,M.J.Kavaya,andA.V.Huffaker,Opt.Lett.16,773(1991).[2]T.Y.Fan,G.Huber,R.L.Byer,andP.Mitzscherlich,IEEEJ.QuantumElectron.24,924(1988).[3]J.R.Yu,U.N.Singh,N.P.Barnes,andM.Petros,Opt.Lett.23,780(1998).[4]K.Scholle,E.Heumann,andG.Huber,LaserPhys.Lett.1,285(2004).[5]P.A.Budni,L.A.Pomeranz,M.L.Lemons,C.A.Miller,J.R.Mosto,andE.P.Chicklis,J.Opt.Soc.Am.B17,723(2000).[6]A.Dergachev,D.Armstrong,A.Smith,T.Drake,andM.Dubois,Opt.Express15,14404(2007).[7]X.-M.Duan,B.-Q.Yao,X.-T.Yang,L.-J.Li,T.-H.Wang,Y.-L.Ju,Y.-Z.Wang,G.-J.Zhao,andQ.Dong,Opt.Express17,4427(2009).[8]C.D.Nabors,J.Ochoa,T.Y.Fan,A.Sanchez,H.K.Choi,andG.W.Turner,IEEEJ.QuantumElectron.31,1603(1995).[9]S.So,J.I.Mackenzie,D.P.Shepherd,W.A.Clarkson,J.G.Betterton,andE.K.Gorton,Appl.Phys.B84,389(2006).[10]M.Schellhorn,S.Ngcobo,andC.Bollig,Appl.Phys.B94,195(2009).[11]R.C.StonemanandL.Esterowitz,Opt.Lett.17,736(1992).[12]M.Schellhorn,A.Hirth,andC.Kieleck,Opt.Lett.28,1933(2003).[13]C.Bollig,R.A.Hayward,W.A.Clarkson,andD.C.Hanna,Opt.Lett.23,1757(1998).[14]A.Ikesue,T.Kinoshita,K.Kamata,andK.Yoshida,J.Am.Ceram.Soc.78,1033(1995).[15]D.J.Ripin,J.R.Ochoa,R.L.Aggarwal,andT.Y.Fan,Opt.Lett.29,2154(2004).[16]J.Kong,D.Y.Tang,J.Lu,K.Ueda,H.Yagi,andT.Yanagitani,Opt.Lett.29,1212(2004).[17]J.H.Lu,J.R.Lu,T.Murai,K.Takaichi,T.Uematsu,J.Q.Xu,K.Ueda,H.Yagi,T.Yanagitani,andA.A.Kaminskii,Opt.Lett.27,1120(2002).[18]A.Shirakawa,K.Takaichi,H.Yagi,J.Bisson,J.Lu,M.Musha,K.Ueda,T.Yanagitani,T.Petrov,andA.Kaminskii,Opt.Express11,2911(2003).[19]N.Ter-Gabrielyan,L.D.Merkle,G.A.Newburgh,andM.Dubinskii,LaserPhys.19,867(2009).[20]J.Dong,K.Ueda,H.Yagi,A.A.Kaminskii,andZ.Cai,LaserPhys.Lett.6,282(2009).[21]J.Kong,Z.Z.Zhang,D.Y.Tang,G.Q.Xie,C.C.Chan,andY.H.Shen,LaserPhys.18,1508(2008).[22]W.Li,Q.Hao,Q.Yang,andH.Zeng,LaserPhys.Lett.6,559(2009).[23]X.-J.Cheng,J.-Q.Xu,W.-X.Zhang,B.-X.Jiang,andY.-B.Pan,Chin.Phys.Lett.26,074204(2009).[24]H.Hazama,M.Yumoto,T.Ogawa,S.Wada,andK.Awazu,Proc.SPIE7197,71970J(2009).[25]J.Kwiatkowski,J.K.Jabczynski,L.Gorajek,W.Zendzian,H.Jel丩.nkov丩a,J..Sulc,M.N.emec,andP.Koranda,LaserPhys.Lett.6,531(2009).[26]X.M.Duan,B.Q.Yao,C.W.Song,J.Gao,andY.Z.Wang,LaserPhys.Lett.5,800(2008).