【摘 要】
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近年来Tm3+离子1.9 μm波段激光由于能够被液态水分子强烈吸收,同时具有良好的大气透过率和人眼安全等特点而备受关注.我们采用提拉法生长了Tm3+掺杂浓度为6.6 at.％的βGd
【机 构】
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中国科学院福建物质结构研究所 福建 福州 350002
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近年来Tm3+离子1.9 μm波段激光由于能够被液态水分子强烈吸收,同时具有良好的大气透过率和人眼安全等特点而备受关注.我们采用提拉法生长了Tm3+掺杂浓度为6.6 at.％的βGd2(MoO)3晶体,测试了样品的室温偏振吸收谱,利用 Judd-Ofelt (J-O)理论计算了Tm3+不同能级间的自发辐射跃迁几率和荧光分支比；采用不同的激发波长,测试了Tm3+的室温偏振荧光谱,记录了3H4和3F4能级的荧光衰减曲线.光谱分析显示,Tm3+吸收800 nm附近的泵清光跃迁到3H4能级,通过交叉弛豫(3H4+3H6→3F4+3F4)使3F4能级布居并产生强的1.9 μm荧光发射.采用倒易法和Füchtbauer-Ladenburg (F-L)公式计算了1.9 μm附近的受激发射截面,并进一步获得了该波段的激光增益截面.结果表明,Tm3+掺杂的β-Gd2(MoO4)3晶体在797 rnm沿σ偏振方向具有最大吸收截面4×10-20 cm2,吸收的半高全宽(FWHM)超过5nm,适合商品化的半导体激光(LD)泵浦；Tm3+在1.9 μm波段沿σ偏振方向具有最大的发射截面1.4× 10-20 cm2,在较低的离子数反转下(P=0.4)即可实现1800～2000 nm波段的正增益,是一种具有潜在应用价值的半导体激光泵浦可调谐1.9 μm波段激光晶体.
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