单掺Nd 3+ 双波长全固态激光器研究进展
发布时间：2022-02-08 13:01
全固态双波长激光器是指单一激光器同时输出两个波段激光,具有结构紧凑、可小型化、工作寿命长、可大能量输出和易于操作的优点,被广泛应用于检测血液中一氧化碳浓度、治疗毛细血管扩张、干涉彩虹全息、倍频产生绿光、和频产生黄光及差频产生太赫兹波等方面。本文对比了多种单掺Nd3+激光晶体的特性,分析了其产生多波长激光的机理和方法,概述了基于单掺Nd3+双波长全固态激光器的研究现状,并展望了这类激光器的发展和应用前景。
【文章来源】：发光学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
Nd∶YAG能级结构图与晶体吸收光谱图[14]
Nd∶YAP(掺钕的正铝酸钇)晶体为畸变钙钛矿结构,属斜六方晶系,属于各向异性的负双轴晶体,具有双折射特性,对泵浦光具有偏振吸收的现象。不同切割方向Nd∶YAP晶体,其增益系数、偏振方向和受激发射截面都不同,晶体同样具有不同的性质。Nd∶YAP是掺Nd3+离子四能级工作物质,由Nd∶YAP晶体的吸收谱线可以看出不同偏振的吸收峰也不同,c偏振在800 nm附近的吸收最强,吸收系数为10 cm-1[52]。图2为Nd∶YAP晶体的能级跃迁图和不同轴向的晶体吸收谱线。Nd∶YAP晶体吸收泵浦光,受激辐射跃迁到不同的上能级。对于沿b轴切割的Nd∶YAP晶体的4F3/2-4I13/2(4F3/2-4I11/2)跃迁,产生c偏振光时,1 341/1 079 nm的谱线增益最强;产生a偏振光时,1 339/1 064 nm的谱线增益最强[53-54]。
图3为Nd∶YVO4晶体的能级结构图。给晶体基态以激励,使粒子受到激发,把基态离子激发到4F2/5能级上,通过无辐射弛豫过程弛豫到亚稳态能级4F3/2上[61]。只有相对较长的能级寿命才能实现粒子数反转,亚稳态能级4F3/2寿命τ=10-4 s,可以辐射914,1 064,1 342,1 839 nm的波段,1 064 nm谱线发射截面最大、增益最强[14]。图4给出了Nd∶YVO4晶体的吸收谱线与荧光谱线,从图中可以看出,该晶体对808 nm处吸收峰最强,吸收峰的宽度(FWHM)为10 nm左右[14]。 对于Nd∶YVO4晶体激光性能的研究主要集中在0.9,1.06,1.3 μm波段[14]。它的吸收谱线与常见二极管的发射谱线匹配得较好,是中小功率泵浦固体激光器的理想增益介质。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低噪声连续单频532 nm/1.06μm双波长激光器[J]. 高英豪,李渊骥,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2019(04)
[2]Continuous wave dual-wavelength Nd:YVO4 laser working at 1064 and 1066 nm[J]. 周帅军,谷鹏,李小丽,刘世炳. Chinese Optics Letters. 2017(07)
[3]端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83μm激光[J]. 尉鹏飞,甘海波,俞叶,段延敏,张栋,章健,朱海永. 强激光与粒子束. 2017(04)
[4]石墨烯实现Nd:YVO4激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q[J]. 梁莉,林正怀,陈狮,王加贤. 中国激光. 2014(04)
[5]半导体薄膜实现Nd∶YVO4 1064nm和1342nm双波长激光被动调Q[J]. 王加贤,王燕飞. 中国激光. 2012(02)
[6]激光二极管抽运共轴双晶体黄光激光器[J]. 李斌,姚建铨,丁欣,王鹏,张帆. 物理学报. 2011(02)
[7]激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器研究进展[J]. 张恒利. 量子电子学报. 2010(04)
[8]LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器[J]. 韩磊,王加贤,张峻诚,熊刚强. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(02)
[9]Nd:YVO4复合腔激光器双波长激光输出及腔内和频研究[J]. 王加贤,张峻诚,苏培林. 强激光与粒子束. 2008(12)
[10]1319和1338nm双波长Nd:YAG脉冲激光输出实验研究[J]. 魏勇,张戈,黄呈辉,黄凌雄,朱海永,沈鸿元. 强激光与粒子束. 2008(01)
博士论文
[1]基于Nd:MgO:PPLN中红外自光参量振荡器研究[D]. 王宇恒.长春理工大学 2019
[2]近红外双波长全固态激光特性研究[D]. 陈丽娟.山东大学 2013
[3]全固态多波长激光特性研究[D]. 范秀伟.山东师范大学 2008
硕士论文
[1]LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究[D]. 郭阳阳.长春理工大学 2019
[2]太赫兹辐射源用Nd：YAG 1319nm/1338nm双波长激光器的研究[D]. 于凯.长春理工大学 2015
[3]1079.5nm和1064.5nm正交偏振双波长Nd:YAP激光器的研究[D]. 于歌.长春理工大学 2014
[4]Nd:YAG1319nm/1338nm双波长激光器的研究[D]. 王速.长春理工大学 2013
[5]Nd:YAG1064nm/1319nm双波长激光器研究[D]. 郑伟.长春理工大学 2011
[6]447nm蓝光激光技术研究[D]. 于永吉.长春理工大学 2010
[7]基于Nd：YAG双波长激光器差频产生THz辐射的研究[D]. 郑芳华.天津大学 2007
本文编号：3615111
【文章来源】：发光学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
Nd∶YAG能级结构图与晶体吸收光谱图[14]
Nd∶YAP(掺钕的正铝酸钇)晶体为畸变钙钛矿结构,属斜六方晶系,属于各向异性的负双轴晶体,具有双折射特性,对泵浦光具有偏振吸收的现象。不同切割方向Nd∶YAP晶体,其增益系数、偏振方向和受激发射截面都不同,晶体同样具有不同的性质。Nd∶YAP是掺Nd3+离子四能级工作物质,由Nd∶YAP晶体的吸收谱线可以看出不同偏振的吸收峰也不同,c偏振在800 nm附近的吸收最强,吸收系数为10 cm-1[52]。图2为Nd∶YAP晶体的能级跃迁图和不同轴向的晶体吸收谱线。Nd∶YAP晶体吸收泵浦光,受激辐射跃迁到不同的上能级。对于沿b轴切割的Nd∶YAP晶体的4F3/2-4I13/2(4F3/2-4I11/2)跃迁,产生c偏振光时,1 341/1 079 nm的谱线增益最强;产生a偏振光时,1 339/1 064 nm的谱线增益最强[53-54]。
图3为Nd∶YVO4晶体的能级结构图。给晶体基态以激励,使粒子受到激发,把基态离子激发到4F2/5能级上,通过无辐射弛豫过程弛豫到亚稳态能级4F3/2上[61]。只有相对较长的能级寿命才能实现粒子数反转,亚稳态能级4F3/2寿命τ=10-4 s,可以辐射914,1 064,1 342,1 839 nm的波段,1 064 nm谱线发射截面最大、增益最强[14]。图4给出了Nd∶YVO4晶体的吸收谱线与荧光谱线,从图中可以看出,该晶体对808 nm处吸收峰最强,吸收峰的宽度(FWHM)为10 nm左右[14]。 对于Nd∶YVO4晶体激光性能的研究主要集中在0.9,1.06,1.3 μm波段[14]。它的吸收谱线与常见二极管的发射谱线匹配得较好,是中小功率泵浦固体激光器的理想增益介质。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低噪声连续单频532 nm/1.06μm双波长激光器[J]. 高英豪,李渊骥,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2019(04)
[2]Continuous wave dual-wavelength Nd:YVO4 laser working at 1064 and 1066 nm[J]. 周帅军,谷鹏,李小丽,刘世炳. Chinese Optics Letters. 2017(07)
[3]端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83μm激光[J]. 尉鹏飞,甘海波,俞叶,段延敏,张栋,章健,朱海永. 强激光与粒子束. 2017(04)
[4]石墨烯实现Nd:YVO4激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q[J]. 梁莉,林正怀,陈狮,王加贤. 中国激光. 2014(04)
[5]半导体薄膜实现Nd∶YVO4 1064nm和1342nm双波长激光被动调Q[J]. 王加贤,王燕飞. 中国激光. 2012(02)
[6]激光二极管抽运共轴双晶体黄光激光器[J]. 李斌,姚建铨,丁欣,王鹏,张帆. 物理学报. 2011(02)
[7]激光二极管部分端面泵浦混合腔板条激光器研究进展[J]. 张恒利. 量子电子学报. 2010(04)
[8]LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器[J]. 韩磊,王加贤,张峻诚,熊刚强. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(02)
[9]Nd:YVO4复合腔激光器双波长激光输出及腔内和频研究[J]. 王加贤,张峻诚,苏培林. 强激光与粒子束. 2008(12)
[10]1319和1338nm双波长Nd:YAG脉冲激光输出实验研究[J]. 魏勇,张戈,黄呈辉,黄凌雄,朱海永,沈鸿元. 强激光与粒子束. 2008(01)
博士论文
[1]基于Nd:MgO:PPLN中红外自光参量振荡器研究[D]. 王宇恒.长春理工大学 2019
[2]近红外双波长全固态激光特性研究[D]. 陈丽娟.山东大学 2013
[3]全固态多波长激光特性研究[D]. 范秀伟.山东师范大学 2008
硕士论文
[1]LD端面抽运Nd:YVO4双波长电光调Q激光器研究[D]. 郭阳阳.长春理工大学 2019
[2]太赫兹辐射源用Nd：YAG 1319nm/1338nm双波长激光器的研究[D]. 于凯.长春理工大学 2015
[3]1079.5nm和1064.5nm正交偏振双波长Nd:YAP激光器的研究[D]. 于歌.长春理工大学 2014
[4]Nd:YAG1319nm/1338nm双波长激光器的研究[D]. 王速.长春理工大学 2013
[5]Nd:YAG1064nm/1319nm双波长激光器研究[D]. 郑伟.长春理工大学 2011
[6]447nm蓝光激光技术研究[D]. 于永吉.长春理工大学 2010
[7]基于Nd：YAG双波长激光器差频产生THz辐射的研究[D]. 郑芳华.天津大学 2007
本文编号：3615111
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