全固態(tài)雙波長(zhǎng)激光器是指單一激光器同時(shí)輸出兩個(gè)波段激光,具有結(jié)構(gòu)緊湊、可小型化、工作壽命長(zhǎng)、可大能量輸出和易于操作的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)血液中一氧化碳濃度、治療毛細(xì)血管擴(kuò)張、干涉彩虹全息、倍頻產(chǎn)生綠光、和頻產(chǎn)生黃光及差頻產(chǎn)生太赫茲波等方面。本文對(duì)比了多種單摻Nd³⁺激光晶體的特性,分析了其產(chǎn)生多波長(zhǎng)激光的機(jī)理和方法,概述了基于單摻Nd³⁺雙波長(zhǎng)全固態(tài)激光器的研究現(xiàn)狀,并展望了這類激光器的發(fā)展和應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：發(fā)光學(xué)報(bào). 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：15 頁(yè)

【部分圖文】：

Nd∶YAG能級(jí)結(jié)構(gòu)圖與晶體吸收光譜圖[14]

Nd∶YAP(摻釹的正鋁酸釔)晶體為畸變鈣鈦礦結(jié)構(gòu),屬斜六方晶系,屬于各向異性的負(fù)雙軸晶體,具有雙折射特性,對(duì)泵浦光具有偏振吸收的現(xiàn)象。不同切割方向Nd∶YAP晶體,其增益系數(shù)、偏振方向和受激發(fā)射截面都不同,晶體同樣具有不同的性質(zhì)。Nd∶YAP是摻Nd3+離子四能級(jí)工作物質(zhì),由Nd∶YAP晶體的吸收譜線可以看出不同偏振的吸收峰也不同,c偏振在800 nm附近的吸收最強(qiáng),吸收系數(shù)為10 cm-1[52]。圖2為Nd∶YAP晶體的能級(jí)躍遷圖和不同軸向的晶體吸收譜線。Nd∶YAP晶體吸收泵浦光,受激輻射躍遷到不同的上能級(jí)。對(duì)于沿b軸切割的Nd∶YAP晶體的4F3/2-4I13/2(4F3/2-4I11/2)躍遷,產(chǎn)生c偏振光時(shí),1 341/1 079 nm的譜線增益最強(qiáng);產(chǎn)生a偏振光時(shí),1 339/1 064 nm的譜線增益最強(qiáng)[53-54]。

圖3為Nd∶YVO4晶體的能級(jí)結(jié)構(gòu)圖。給晶體基態(tài)以激勵(lì),使粒子受到激發(fā),把基態(tài)離子激發(fā)到4F2/5能級(jí)上,通過(guò)無(wú)輻射弛豫過(guò)程弛豫到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)4F3/2上[61]。只有相對(duì)較長(zhǎng)的能級(jí)壽命才能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)4F3/2壽命τ=10-4 s,可以輻射914,1 064,1 342,1 839 nm的波段,1 064 nm譜線發(fā)射截面最大、增益最強(qiáng)[14]。圖4給出了Nd∶YVO4晶體的吸收譜線與熒光譜線,從圖中可以看出,該晶體對(duì)808 nm處吸收峰最強(qiáng),吸收峰的寬度(FWHM)為10 nm左右[14]。 對(duì)于Nd∶YVO4晶體激光性能的研究主要集中在0.9,1.06,1.3 μm波段[14]。它的吸收譜線與常見(jiàn)二極管的發(fā)射譜線匹配得較好,是中小功率泵浦固體激光器的理想增益介質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3615111