摘要
近年来,黄光激光晶体在激光显示、激光医疗、激光雷达(光探测和测距)、玻色-爱因斯坦凝聚、原子冷却和俘获等领域具有广泛的应用,引起了人们极大的研究兴趣。随着蓝光LD泵浦源的商用化,直接泵浦Dy3+掺杂激光晶体可实现黄光激光输出,对应其跃迁4F9/2→6H13/2。本工作采用提拉法生长了Dy3+掺杂浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和4.0%(原子百分数)的Dy3+: Y3Al5O12(Dy:YAG)晶体,分析了晶体开裂的原因。基于Judd-Ofelt理论计算了J-O强度参数,并利用其评估了不同掺杂浓度的Dy:YAG晶体的其它激光参数。综合讨论了Dy3+掺杂浓度对荧光分支比、受激发射截面、量子效率等光谱性能的影响。在五个晶体样品中,1.0%Dy: YAG晶体在447 nm激发下实现了582 nm最大的受激发射截面值和最强的荧光强度值,荧光寿命较长,为0.823 ms,与之相比,2.0%Dy: YAG晶体发射参数值略低,但是其吸收系数更大。研究结果表明,激光二极管泵浦的Dy:YAG黄色激光晶体中Dy3+离子的浓度为1.0%和2.0%时较为合适,并基于2.0%Dy:YAG晶体首次实现了连续黄光激光输出,最大功率为166.8 μW,激光峰值波长为582.5 nm。
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单位中国科学院福建物质结构研究所; 材料科学与工程学院; 福州大学