在紅寶石晶體實(shí)現(xiàn)激光輸出以后,人們開(kāi)始發(fā)掘新的激光基質(zhì)晶體.釔鋁石榴石(Y3Al5O12,YAG)晶體是繼鎢酸鈣之后人們?cè)谔剿餍戮w中至今所獲得的綜合性能最優(yōu)良的激光基質(zhì)晶體,摻Ho石榴石晶體(Ho:YAG)自然就成為人們?yōu)楂@得優(yōu)良的2um波段激光輸出所要研究的對(duì)象.
Ho離子有自己的特點(diǎn):①Ho離子的受激發(fā)射截面約是Tm離子的5倍(9×10--21cm2/2×10--21am2≈5),是Nd離子的20倍;熒光壽命長(zhǎng)(8ms),有利于儲(chǔ)能,有希望實(shí)現(xiàn)高效的Q開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn);②在短脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要比Tm離子不易引起材料的破壞;③Ho離子輸出的激光波長(zhǎng)2.09um的大氣透過(guò)性能比Tm離子輸出的激光波長(zhǎng)2.01um更優(yōu)越所以,人們對(duì)Ho離子激光仍有較大興趣,并采用不同的技術(shù)途徑來(lái)發(fā)展Ho離子激光:①采用敏化技術(shù)來(lái)提高轉(zhuǎn)換效率和室溫運(yùn)轉(zhuǎn).Johnson L.F在理論上研究了Er,Ho:YAG與Er,Tm:YAG的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制,并實(shí)現(xiàn)了光泵Er,Tm:YAG和Er,Ho:YAG激光器的液氮(77K)低溫運(yùn)轉(zhuǎn),輸出2.01—2.09#m激光.以后發(fā)展了一些有實(shí)用價(jià)值的敏化Ho離子的晶體,如光泵室溫運(yùn)轉(zhuǎn)的Cr,Ho:YAG激光器和Cr,Tm,Ho:YAG激光器以及激光二極管泵浦室溫運(yùn)轉(zhuǎn)的Tm,Ho:YAG和Tm,Ho:YLF激光器等,一般所說(shuō)的Ho離子激光,多指含有敏化離子的Ho離子激光.我們將在下面對(duì)其中重要的材料做出介紹.②采用1.9um波長(zhǎng)的激光直接泵浦Ho離子,實(shí)現(xiàn)I8到I7的躍遷.Boiling C用激光二極管泵浦Tm:YAG晶體產(chǎn)生的激光在腔內(nèi)泵浦Ho:YAG,實(shí)現(xiàn)功率為2.1W的2.097um激光輸出;有人用激光二極管泵浦Tm:YLF產(chǎn)生的1.9um激光泵浦Ho:YAG實(shí)現(xiàn)Q開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn),獲得2.09um激光輸出,重復(fù)頻率為10Hz,平均功率為9.5w,能量>50mJ.以此Ho:YAG激光泵浦ZnGeP2實(shí)現(xiàn)光學(xué)參量振蕩,得到>4.2W中近紅外(3.8和4.65um)和>2.1W的3.5pm波長(zhǎng)輸出.他們認(rèn)為這種直接泵浦與Tm、Ho敏化系統(tǒng)相比量子缺陷低,不用敏化離子減少了上轉(zhuǎn)換損耗,提高了2um波段短脈沖激光的效率,降低了增益對(duì)溫度的靈敏度.這些優(yōu)點(diǎn)的綜合效應(yīng)可使Ho離子2um波段激光實(shí)現(xiàn)高功率和大能量輸出.
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。