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Growth and spectral properties of Nd3+-doped potassium ytterbium tungstate laser crystal

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Growth and spectral properties of Nd3+-doped potassium ytter...

Temperature-Dependent Fluorescence Properties and Diode-Pumped Deep Red Laser Performance of Pr:LiGdF4 Crystal

第六届国际稀土开发与应用研讨会

作者： mauro tonelli Department of physics The University of Pisa

The 5at.%Nd -doped potassium ytterbium tungstate(KNdYb(WO)) laser crystal with the dimension up to 28mm×l5mm×12mm was grown by the Kyropoulos method for the first *** unpolarization absorption spectrum of the crystal sample with the dimension of 3×3×1mm cut perpendicularly to the b axis was *** absorption cross sections is 16.03×l0cm at 808nm with an FWHM of *** strongest absorption peak observed at 890—1000nm is due to the I-F transition in Nd overlapping with the F—F transition in *** is indicated that effective energy transfer between Nd and Yb ions can be *** on the Judd-Ofelt theory,the intensity parametersΩ(λ=2,4,6) calculated were:Ω=9.39×l0cm,Ω=3.18×l0cm,Ω=3.35×*** fluorescence spectrum was measured in the 950-1150 nm range at room *** fluorescence life of F energy level is 196.33us,and the fluorescence branching ratio for the F—I transition at 1067nm is 55.74%.The energy transfer between Nd and Yb ions was observed from the fluorescence spectra pumped by 808nm and 980nm LD sources,and the Stark levels of Yb in Nd:KYbW crystal were determined.

关键词： Nd3+ -doped potassium ytterbium tungstate Kyropoulos method laser crystal growth spectral properties rare earths

来源： cnki会议评论

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Chinese Physics Letters 2015年第5期32卷 86-90页

作者：张玉霞王树贤 Alberto Di Lieto 于果蕾于浩海张怀金 mauro tonelli 徐现刚王继扬 State Key Laboratory of Crystal Materials and Institute of Crystal Materials Shandong University Jinan 250100 NEST Istituto Nanoscienze-CNR and Dipartimento di Fisica dell'UniversitA di Pisa Largo B. Pontecorvo 3 Pisa 56127 Italy 3 Inspur Hizaguang Optoelectronics Co. Ltd Jinan 250101

We demonstrate the temperature-dependent fluorescence properties of Pr：LiGdF4 crystal tor the first time, to the best of our knowledge, and its blue diode pumped cw red laser at 720 nm at room temperature. The fluorescence lifetime and polarized emission cross sections in the visible range are measured and calculated in a temperature range from 77K to 300 K, and the variations of the fluorescence lifetime and spectra are discovered. The reasons for these changes are explained accordingly. The output wavelength of the 720nm laser is first reported on the laser performance by using a fiber-coupled laser diode at the wavelength of 442nm as the pump source, and the maximum cw output power is about 303roW.

关键词： Pr Temperature-Dependent Fluorescence Properties and Diode-Pumped Deep Red Laser Performance of Pr:LiGdF4 Crystal

高浓度铒离子掺杂钨酸镱钾激光晶体上转换发光研究(英文)

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红外与激光工程 2012年第9期41卷 2322-2327页

作者：张莹刘景和李春林海曾繁明 mauro tonelli 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 长春理工大学材料科学与工程学院吉林长春130022 意大利比萨大学比萨56127

首次采用泡生法生长了掺铒钨酸镱钾(分子式:Er3+:KYb(WO4)2,简称:Er:KYbW)激光晶体。室温下测试了该晶体的吸收及上转换发射光谱。在荧光光谱中,观察到3个较为明显的上转换发射带,分别位于470~560nm,645~675 nm,750~850 nm。其中,位于53... 详细信息

首次采用泡生法生长了掺铒钨酸镱钾(分子式:Er3+:KYb(WO4)2,简称:Er:KYbW)激光晶体。室温下测试了该晶体的吸收及上转换发射光谱。在荧光光谱中,观察到3个较为明显的上转换发射带,分别位于470~560nm,645~675 nm,750~850 nm。其中,位于533 nm处的上转换绿光强度最大。基于能量匹配原理分析了晶体上转换发光基质,结果表明,上转换红光和绿光的发光渠道均为双光子过程。根据J-O理论,计算了光谱参数,强度参数为:Ω2=16.342×10-20cm2,Ω4=4.183×10-20cm2,Ω6=1.264×10-20cm2;对应于绿光4S3/2-4I15/2跃迁的荧光分支比为76.37%,荧光寿命为278μs。这些光学参数表明Er:KYbW激光晶体可实现高效上转换绿光发射。

关键词：掺铒钨酸镱钾激光晶体上转换发光光谱参数

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掺钕钨酸钆钠晶体生长、结构及光谱特性

硅酸盐学报 2010年第2期38卷 177-182页

作者：林海张莹李春曾繁明秦杰明 mauro tonelli 刘景和长春理工大学材料科学与工程学院长春130022 意大利比萨大学物理系意大利比萨56127

采用提拉法生长了尺寸为φ(30～35)mm×80mm的掺钕钨酸钆钠[Nd:NaGd(WO4)2,Nd:NGW]晶体。生长Nd:NGW晶体的最佳工艺参数为:晶体的提拉速率为1～2mm/h,晶体转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,液面上轴向温度梯度为0.7～1℃/mm。通过热... 详细信息

采用提拉法生长了尺寸为φ(30～35)mm×80mm的掺钕钨酸钆钠[Nd:NaGd(WO4)2,Nd:NGW]晶体。生长Nd:NGW晶体的最佳工艺参数为:晶体的提拉速率为1～2mm/h,晶体转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,液面上轴向温度梯度为0.7～1℃/mm。通过热重-差热分析(thermogravimetry-differential thermal analysis,TG-DTA),X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对晶体进行表征。测试了晶体的红外及Raman光谱,分析了晶体的振动模式,并将晶体振动光谱进行归属。由TG-DTA曲线得到晶体熔点为1251.7℃。XRD分析表明:晶体属于四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群,晶胞参数a=0.53213nm,c=1.13070nm。吸收光谱表明:Nd:NGW晶体在805nm附近有较强、较宽的吸收峰,吸收截面积为3.581×10-20cm2,适合于激光二极管泵浦。

关键词：掺钕钨酸钆钠晶体提拉法红外光谱 Raman光谱吸收光谱

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Yb:NGW激光晶体生长及光谱性能

硅酸盐学报 2010年第5期38卷 825-830页

作者：林海张莹李春张学建曾繁明 mauro tonelli 刘景和长春理工大学材料科学与工程学院长春130022 吉林建筑工程学院材料科学与工程学院长春130021 意大利比萨大学物理系意大利比萨56127

采用提拉法生长了φ30mm×70mm的掺镱钨酸钆钠[Yb:NaGd(WO4)2,Yb:NGW]晶体,并对晶体进行了退火处理。讨论了Yb:NGW晶体的生长工艺。确定了最佳生长工艺参数为:提拉速率为1～2mm/h,转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,轴向温度梯度为液... 详细信息

采用提拉法生长了φ30mm×70mm的掺镱钨酸钆钠[Yb:NaGd(WO4)2,Yb:NGW]晶体,并对晶体进行了退火处理。讨论了Yb:NGW晶体的生长工艺。确定了最佳生长工艺参数为:提拉速率为1～2mm/h,转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,轴向温度梯度为液面上0.7～1℃/mm。通过热重–差热分析(thermogravimetry–differential thermal analysis,TG–DTA),X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)对退火的晶体进行表征。测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,并对出现的峰值进行了振动归属。测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱。由TG–DTA曲线得到晶体熔点为1252.02℃。XRD分析表明:晶体属于四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群,计算的晶胞参数a=0.53603nm,c=1.11628nm。吸收光谱显示:晶体在968nm处吸收峰最强,半峰宽为57nm,适合激光二极管泵浦。

关键词：掺镱钨酸钆钠晶体提拉法激光晶体 Raman光谱吸收光谱荧光光谱

Highly efficient Nd:(La_xGd_(1-x))_3Gd_5O_(12) laser operation at 1.33 μm

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Chinese Optics Letters 2016年第2期14卷 51-54页

作者：贾志泰尹延如杨合张百涛何京良 mauro tonelli 陶绪堂 State Key Laboratory of Crystal Materials Shandong University Key Laboratory of Functional Crystal Materials and Device (Shandong University Ministry of Education) NEST-CNR and Dipartimento di Fisica Università di Pisa

The continuous wave （CW） and passively Q-switched （PQS） performances of diode-pumped Nd：（LaxGd1-x）3Gd5O12 （Nd：LaGGG） at 1.33 μm are achieved for the first time to our knowledge. The maximum CW output power of 5.1 W is obtained with the optical-optical conversion efficiency of 25.3% and the slope efficiency of 26.6%. In the PQS operation, by using the V3＋：YAG crystal as the saturable absorber, the maxi- mum average output power, shortest pulse width, largest pulse energy, and highest peak power are measured to be 1.1 W, 27.54 ns, 75.78 μJ, and 2.44 kW, respectively.

关键词： Optics Physics

RE:KYb(WO_4)_2(RE=Nd^(3+),Er^(3+))激光晶体生长与结构特性(英文)

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硅酸盐学报 2010年第10期38卷 2005-2009页

作者：张莹曾繁明李春林海王成伟秦杰明 tonelli mauro 刘景和长春理工大学材料科学与工程学院长春130022 意大利比萨大学物理系比萨56127

采用泡生法(Kyropoulos method)生长了稀土掺杂钨酸镱钾[RE:KYb(WO4)2,RE=Nd3+,Er3+]激光晶体,并对其结构特性进行了研究。RE:KYb(WO4)2晶体是由WO6,REO8和KO123种基团组成,W2O10二聚体通过WOW单氧桥相连,在平行于c轴方向上形成(W2O8)n多重带。REO8和KO12多面体共顶相连,沿[101]和[110]方向形成了具有二维层结构的延长带。X射线粉末衍射分析表明:Nd3+:KYb(WO4)2和Er3+:KYb(WO4)2两种晶体具有低温β相RE:KYb(WO4)2结构,属于单斜晶系,空间群为C2/c,计算了晶格常数。晶体红外光谱测试结果表明:在630～930cm-1范围存在5个较强的红外吸收峰,这些吸收峰是由WO4基团的伸缩振动引起的。最后,对峰值与相应的振动模式进行了归属,证实了晶体中WOOW双氧桥和WOW单氧桥键的存在。

关键词：掺钕钨酸镱钾掺铒钨酸镱钾激光晶体生长泡生法结构特性

蓝光激光二极管抽运Pr^3＋：GdLiF4固体红光激光器

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中国激光 2015年第B9期42卷 59-62页

作者：张玉霞于浩海张怀金 mauro tonelli 山东大学晶体材料国家实验室山东济南250100 比萨大学物理系意大利托斯卡纳大区比萨56127

报道了444nm蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化锂钆（Pr^3＋：GdLiF4）固体红光激光器。实验采用掺杂粒子数分数为1．01％的Pr^3＋：GdLiF4晶体，样本沿α切方向，尺寸大小为2．7mm×2mm×4mm（a×c×a），在激光二极管抽运下通过设计的平... 详细信息

报道了444nm蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化锂钆（Pr^3＋：GdLiF4）固体红光激光器。实验采用掺杂粒子数分数为1．01％的Pr^3＋：GdLiF4晶体，样本沿α切方向，尺寸大小为2．7mm×2mm×4mm（a×c×a），在激光二极管抽运下通过设计的平凹腔获得了波长为639．3nm的连续红光输出。通过多次优化，当抽运光输入功率为3W，输出镜透射率为3％时，获得了最大输出功率153mW，其斜率效率约为6．78％，抽运阈值达到750mW。

关键词：激光器红光激光器固体激光器掺镨氟化锂钆晶体

Spectral Properties and Parameters Calculation of Er:Ligdf<sub>4</sub>Crystal

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Materials Sciences and Applications 2011年第8期2卷 1161-1165页

作者： Chun Li Ying Zhang Xuejian Zhang Dongwei Miao Hai Lin mauro. tonelli Fanming Zeng Jinghe Liu 不详

The absorption and fluorescence spectra of Er3+:LiGdF4 crystal was measured at room temperature. Base on the Judd-Ofelt theory, the intensity parameters of Er3+ in LiGdF4 crystal were determined, Ω2=0.905×10-20cm2, Ω4=2.47×10-20cm2 and Ω6=4.92×10-20cm2. The values of the radiative transition probabilities, branching ratios, integrated emission cross-section and radiative lifetimes of excited states of Er3+ in LiGdF4 crystal were calculated. The stimulated emission cross-section was also evaluated for the 4I13/2→4I15/2 transitions. In comparisons with other Er3+ doped laser crystals, Er3+:LiGdF4 crystal has potential as a promising laser crystal.

关键词： Erbium-Doped Yttrium Lithium Gadolinium Fluoride Crystal Absorption Spectrum Judd-Ofelt Theory