兴奋剂度对2.8微米Er:CaF₂激光器性能的影响

科学领域:

• 固态激光物理 固态激光物理
• 材料科学是一种材料科学.
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 稀土合化物晶体对中红外 (中红外) 激光应用具有前景.
• 带有的化 (Er³⁺:CaF₂) 具有产生特定中红外波长的潜力.
• 了解兴奋剂度对光谱特性和激光性能的影响对于优化至关重要.

研究的目的:

• 为了研究稀土兴奋剂度对Er3+:CaF2晶体光谱学的影响.
• 为了评估Er³⁺:CaF₂在不同的兴奋剂水平的中红外激光性能.
• 为了确定最佳的兴奋剂度,以实现高效的激光操作.

主要方法:

• 对具有不同兴奋剂度的Er3+:CaF2晶体进行光谱分析.
• 激光振荡实验使用976nm的Yb纤维激光器作为源.
• 激光输出功率的表征,斜坡效率和可调性.
• 量化能量转移上转换率的量化.

主要成果:

• 确定了Er³⁺:CaF₂的最佳兴奋剂水平为3-5原子百分比 (at.%),减轻了离子聚类的问题.
• 一个5%合的Er3+:CaF2激光,在976nm,在2798nm达到1.22W的连续波输出功率.
• 激光显示了38.3%的斜率效率,超过了斯托克斯的极限,并展示了140nm (2690-2830nm) 的广泛调范围.

结论:

• 稀土兴奋剂度显著影响Er³⁺:CaF₂的光谱特性和激光性能.
• 鉴定到的最佳兴奋剂范围 (3-5 at.%) 能够有效地产生中红外激光.
• 该研究通过量化上转率提供了对能源回收过程的洞察力,这对于未来的激光设计至关重要.