准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

张兴宝; 姚宝权; 王月珠; 鞠有伦

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

张兴宝 , 姚宝权 , 王月珠 , 鞠有伦

文章导航 > 激光技术 > 2006 > 30(2): 119-122

引用本文:

Citation:

准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

1.
哈尔滨工业大学, 光电子技术研究所, 哈尔滨, 150001

作者简介: 张兴宝(1973- ),女,博士研究生,现从事二极管抽运固体激光器与非线性光学研究..

通讯作者: 王月珠, wangyuezhu@hit.edu.cn ;

中图分类号: TN248.1

Quasi-four-level co-doped Tm/Ho gadolinium vanadate laser

1.
Harbin Institute of Technology, Institute of Opto-Electronics, Harbin 150001, China

Corresponding author: WANG Yue-zhu, wangyuezhu@hit.edu.cn ;

CLC number: TN248.1

摘要: 在考虑两种离子发光的动力学进展基础上,描述了2μm双掺铥钬(Tm/Ho)系统Tm→Ho能量转移基本过程,建立双掺Tm/Ho系统准四能级速率方程,得出阈值抽运功率和斜率效率的表达式,并利用得出的结论去分析在液氮制冷下光纤耦合激光二极管(LD)端面抽运掺铥钬钒酸钆(Tm/Ho:GdVO4)激光器实验。通过实验,实现了2μmTm/Ho:GdVO4激光器的运转,在抽运功率14W时,激光输出功率3.5W,光-光转换效率25%,阈值抽运功率838mW,理论和实验有很好的一致性。同时也对实验中观测到的上转换绿荧光现象进行了定性的分析。
- 固体激光 /
- 光纤耦合LD /
- Tm/Ho：GdVO4晶体 /
- 准四能级 /
- 能量转移
Abstract: Based on considering kinetic evolution of the emissions of both ions,the basic processes of energy transfer between thulium(Tm) and holmium(Ho) was analyzed,the quasi-four-level rate equation of thulium(Tm)/holmium(Ho) doped gadolinium vanadate(Tm/Ho:GdVO4) are given.The expression about threshold pump power and slope efficiency are concluded.At liquid nitrogen cooled temperature the operation of 2μm Tm/Ho:GdVO4 laser end-pumped by fiber-coupled laser diode(LD) is achieved experimentally.At 14W pump power the maximum 3.5W output power,optical-optical conversion efficiency of 25%,slope efficiency of 26.6% and pumping threshold of 838mW were obtained,theoretical results with experiment results are good agreement.The observed green fluorescence duo to result of up-conversion effect is also analyzed.

[1]	HENDERSON S W,SUNI P J M,HALE C P et al.Coherent laser radar at 2μm using solid-state lasers[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1993,31 (1):4～15.
[2]	TACZAK T M,KILLINGER D K.Development of a tunable,narrowlinewidth,CW 2.066μm Ho:YLF laser for remote sensing of atmospheric CO2 and H2O[J].Appl Opt,1998,37(36):8460～8465.
[3]	WYSS C P,LUTHY W.Performance of a Tm3+:GdVO4 microchip Iaser at 1.9μm[J].Opt Commun,1998,153:63～67.
[4]	WYSS C P,LUTHY W,WEBER H P et al.Emission properties of a Tm3+:GdVO4 microchip laser at 1.9μm[J].Appl Phys,1998,B67(5):545～548.
[5]	MORRIS P J,LUTHY W,WEBER H P.Laser operation and spectroscopy of Tm/Ho:GdVO4[J].Opt Commun,1994,111:493～496.
[6]	ZHANG X L,WANG Y Zh,YAO B Q et al.Experiment study of 2μm wavelength Tm/Ho:YLF microchip laser[J].Laser Technology,2002,26(6):407～408(in Chinese).
[7]	FAL CONIERI M,LANZI A,SALVETTI G.Spectroscopic investigation of the visible and mid-infrared emission in Tm-and Ho-doped YAG and YLF crystals[A].Proc of CLEO[C].Europe:CLEO,1994.132～133.
[8]	BARNES N P,FILER E D,MORRISON C A.Ho:Tm lasers:Ⅰ Theoretical[J].IEEE J Q E,1996,32(1):92～103.
[9]	TACZAK T M.Development of a tunable,narrow linewidth 2.066 micrometer holmium,thulium:yttrium lithium fluoride laser for openpath remote sensing of atmospheric carbon dioxide and water vapor[D].South Florida:University of South Florida,1996.46～48.
[10]	DOSHIDA M,TERAGUCHI K,OBARA M.Gain measurement and upconversion analysis in Tm3+,Ho3+ co-doped alumino-zireo-fluoride glass[J].IEEE J Q E,1995,31 (5):910～915.
[11]	CHEN Y F,LAN Y P,WANG S C.Influence of energy-transfer upconversion on the performance of high-power diode-end-pumped CW lasers[J].IEEE J Q E,2000,36(5):615～619.

[1]	朱晓峥 , 楼祺洪 , 叶震寰 , 董景星 , 魏运荣 . 四倍频Nd：YAG激光在高压氢气中的喇曼频移研究. 激光技术, 2004, 28(2): 170-172,176.
[2]	万勇 , 兰戈 , 苏心智 , 李彤 , 韩鸿 , 于淑范 , 王宏元 , 韩凯 . 中红外高能量输出复合腔抽运光参量振荡器. 激光技术, 2005, 29(4): 340-342,346.
[3]	杨爱玲 , 王晶 , 郑荣儿 , 孟继武 . 有机白光LED. 激光技术, 2004, 28(1): 68-73.
[4]	厉旭杰 , 李虎雄 . 钕离子1.3μm波段放大特性和浓度猝灭研究. 激光技术, 2010, 34(1): 48-52. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.014
[5]	董武威 , 李隆 , 史彭 , 甘安生 , 许启明 . 光纤耦合LD端面抽运Nd：GdVO4晶体材料热效应分析. 激光技术, 2009, 33(6): 633-637. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.021
[6]	邹晶 , 赵圣之 , 杨克建 , 李桂秋 . CCD测量LD端面抽运Nd：GdVO4固体激光器热焦距. 激光技术, 2006, 30(4): 422-424,428.
[7]	侯士法 , 王文韵 . R6G/XRB染料混合胶束体系的能量转移及其激光特性的研究. 激光技术, 1990, 14(6): 50-53.
[8]	张茂 , 任钢 , 刘文兵 , 夏惠军 , 刘全喜 , 钟鸣 . 透镜组耦合793nm LD抽运掺Tm3+光纤激光器. 激光技术, 2014, 38(3): 347-351. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.013
[9]	郑晓飞 , 史彭 , 刘伟 , 白志欣 . LD变半径抽运Nd：GdVO4晶体棒热效应. 激光技术, 2008, 32(6): 642-644,658.
[10]	苏富芳 , 吴福全 , 郝殿中 , 韩培高 , 史萌 . LD抽运被动调Q Nd:YAG/GdVO4内腔式喇曼激光器. 激光技术, 2011, 35(3): 398-402. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.029
[11]	李奇楠 , 李栋燕 , 于海平 , 罗小洁 , 丁状 , 向万贵 . LD端面抽运Z型腔的Nd∶GdVO₄激光器稳定性研究. 激光技术, 2024, 48(3): 438-442. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.03.021
[12]	柳强 , 巩马理 , 闫平 , 贾维溥 , 崔瑞祯 , 王东生 . LD光纤耦合端面泵浦Nd：YVO4/Cr4+：YAG激光器. 激光技术, 2002, 26(6): 401-402,406.
[13]	王立伟 , 叶兵 , 尹婉 , 饶东升 , 赵炎鑫 . Cr,Tm,Ho:YAG激光器能量输出与碎石实验研究. 激光技术, 2015, 39(5): 727-730. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.030
[14]	陈庆汉 , 张志斌 , 黄晋蓉 , 周庆模 , 霍玉晶 . Nd：GdVO4晶体的生长与性能. 激光技术, 1997, 21(6): 339-342.
[15]	林碧洲 . 纵向泵浦准三能级激光系统的再讨论. 激光技术, 1996, 20(6): 374-376.
[16]	董淑福 , 陈国夫 , 赵尚弘 , 郑光威 , 李玉江 . 1180nm激光抽运Tm, Ho石英光纤激光器理论研究. 激光技术, 2006, 30(2): 138-141.
[17]	张玉 , 黄春霞 , 王明建 , 戴巍 , 李德川 , 滑文强 , 李健 . 端面抽运Nd：YVO4,Nd：GdVO4及Nd：GdYVO4晶体的热效应比较. 激光技术, 2010, 34(3): 323-325. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.011
[18]	李武军 , 杨爱粉 , 王石语 , 蔡德芳 , 文建国 , 过振 . 光纤束耦合LD输出光束的空间耦合技术研究. 激光技术, 2006, 30(3): 304-307.
[19]	赵存华 , 樊仲维 . 一种LD侧面抽运固体激光棒光线追迹的数值计算. 激光技术, 2005, 29(4): 404-406.
[20]	郭云霄 , 巩马理 , 薛海中 , 翟刚 , 李晨 , 闫平 , 柳强 , 陈刚 . LD阵列半环形对称抽运的固体激光器. 激光技术, 2007, 31(1): 1-3,88.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3351
HTML全文浏览量: 691
PDF下载量: 476
被引次数: 0

准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

通讯作者: 王月珠, wangyuezhu@hit.edu.cn;

作者简介: 张兴宝(1973- ),女,博士研究生,现从事二极管抽运固体激光器与非线性光学研究.

1. 哈尔滨工业大学, 光电子技术研究所, 哈尔滨, 150001

收稿日期: 2004-12-29
录用日期: 2005-08-23
网络出版日期: 2006-03-25

关键词:

摘要: 在考虑两种离子发光的动力学进展基础上,描述了2μm双掺铥钬(Tm/Ho)系统Tm→Ho能量转移基本过程,建立双掺Tm/Ho系统准四能级速率方程,得出阈值抽运功率和斜率效率的表达式,并利用得出的结论去分析在液氮制冷下光纤耦合激光二极管(LD)端面抽运掺铥钬钒酸钆(Tm/Ho:GdVO4)激光器实验。通过实验,实现了2μmTm/Ho:GdVO4激光器的运转,在抽运功率14W时,激光输出功率3.5W,光-光转换效率25%,阈值抽运功率838mW,理论和实验有很好的一致性。同时也对实验中观测到的上转换绿荧光现象进行了定性的分析。