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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

人工晶体学报 2011年第1期40卷 1-6页

作者：王燕涂朝阳周涵李坚富游振宇朱昭捷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 中国科学院研究生院北京100049

采用提拉法生长了最大尺寸为25 mm×(30~40)mm优质透明的Tm3+∶GGG、Yb3+/Tm3+∶GGG、Cr3+/Tm3+∶GGG、Tm3+/Ho3+∶GGG和Cr3+/Tm3+/Ho3+∶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... 详细信息

采用提拉法生长了最大尺寸为25 mm×(30~40)mm优质透明的Tm3+∶GGG、Yb3+/Tm3+∶GGG、Cr3+/Tm3+∶GGG、Tm3+/Ho3+∶GGG和Cr3+/Tm3+/Ho3+∶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Cr3+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Tm3+∶GGG、Yb3+/Tm3+∶GGG、Cr3+/Tm3+∶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2.00 nm;而在Ho激活的Tm3+/Ho3+∶GGG和Cr3+/Tm3+/Ho3+∶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 Cr3+/Tm3+/Ho3+∶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。

关键词： GGG 晶体生长光谱性能 -2.0μm激光特性

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