摻Y(jié)b鋇酸鹽晶體準三能級激光特性的研究.pdf

1、Yb離子固體激光器興起于上世紀九十年代，是隨著半導(dǎo)體激光器的發(fā)展逐漸發(fā)展起來的。準三能級激光器作為一種不同于四能級的激光器，其振蕩激光特性比較豐富，值得我們?nèi)プ屑氀芯俊b∶釩酸鹽晶體作為準三能級固體激光器的工作介質(zhì)，具有較大的吸收截面和發(fā)射截面，較寬的吸收和發(fā)射帶寬，熱導(dǎo)率高于大部分增益介質(zhì)，因此其在產(chǎn)生高功率激光輸出方面具有較大的潛力。
　　 對Yb∶釩酸鹽晶體激光器的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀、Yb∶釩酸鹽晶體的基本物理性質(zhì)、釩酸

2、鹽晶體中Yb離子的光譜學(xué)性質(zhì)等做了簡要總結(jié)，測量和計算了新型釩酸鹽混晶Yb0.006∶Y0.923Lu0.071VO4的吸收譜和發(fā)射譜。
　　 簡單介紹了前人對Yb∶釩酸鹽晶體的研究結(jié)果，著重闡述了這類準三能級激光器中存在的兩種比較有趣的現(xiàn)象，即雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)和兩種偏振態(tài)（σ偏振和π偏振）的共存和轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。經(jīng)過大量的實驗研究，利用簡單的平凹腔得到了Yb∶YVO4晶體高效率的激光運轉(zhuǎn)，在輸出耦合透過率為1％的情況下得到了2.46 W的

3、激光輸出，對應(yīng)的斜率效率和光-光轉(zhuǎn)換效率分別為76％和40％。這也是到目前為止Yb∶YVO4晶體所實現(xiàn)的效率最高的激光運轉(zhuǎn)。根據(jù)準三能級激光器的速率方程理論模型，計算了其在此種條件下的輸入輸出曲線，理論計算與實驗測量結(jié)果符合得很好。測量了其輸出光斑的橫向分布，證明其基本實現(xiàn)了基模運轉(zhuǎn)。
　　 對于Yb∶釩酸鹽晶體系列中尚未引起關(guān)注的Ybt∶YxLu1-t-xVO4混晶做了實驗研究，首次實現(xiàn)了其在室溫下的連續(xù)波激光運轉(zhuǎn)，并詳細研究

4、了Yb0.006∶Y0.923Lu0.071VO4晶體在不同條件下的激光振蕩，獲得了約2W的激光輸出功率，相應(yīng)的斜率效率和光-光轉(zhuǎn)換效率分別為42％和30％。在輸出耦合透過率為0.5％的情形下，觀察到了比較明顯的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，由此證明了光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)是Yb∶釩酸鹽激光晶體連續(xù)波激光振蕩的共有特性，而其輸出激光為單一π偏振，沒有發(fā)現(xiàn)兩種偏振態(tài)的競爭現(xiàn)象，從而證實了偏振態(tài)的共存和轉(zhuǎn)變現(xiàn)象只能在Yb∶GdVO4晶體以及含有Gd組分的Yb∶釩