Forskere demonstrerer nyt bølgelængdeforskydning med diodepumpet kontinuerlig bølge Yb:CALGO laser

I 1960, Maimans første demonstration af rubinlaseren startede begyndelsen på lasertiden. Solid-state lasere udgør stadig en af ​​de hurtigst udviklende grene af laservidenskab og har forbedret sig fantastisk i løbet af de sidste seks årtier, mens gevinstmedierne med gode egenskaber er afgørende for at realisere en meget effektiv solid-state laser.

Det er nu bredt anerkendt, at Yb ³⁺ -dopede krystaller har et betydeligt potentiale i udviklingen af ​​direkte diodepumpede højeffekt- og ultrahurtige lasere. Blandt dem, Yb ³⁺ -dopet CaGdAlO ₄ krystal (Yb:CALGO) fungerer godt, med høj varmeledningsevne og de bredeste og fladeste emissionsspektre for alle Yb ₃ ⁺ -dopede materialer. Derfor, at studere Yb:CALGOs laserpræstationer er af stor betydning for ultraportgenerering med høj spidseffekt.

I en nylig undersøgelse, forskere fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics fra det kinesiske videnskabsakademi har gjort nye fremskridt inden for forskning af en diodepumpet kontinuerlig bølge Yb:CALGO laser. Resultaterne blev offentliggjort i Anvendt optik .

I forsøget, en diodepumpet kontinuerlig bølge Yb:CALGO laser med en udgangseffekt på 11W og en hældningseffektivitet på 19,8% blev påvist. Virkningerne af krystalltemperatur på bølgelængdeemission blev undersøgt. Krystalltemperaturen blev kontrolleret ved at ændre pumpens effekt. Outputbølgelængden skiftede naturligvis til den længere bølgelængde for output -koblere med forskellige transmissioner, efterhånden som krystallens temperatur steg.

Forskerne fandt ud af, at for T =3% udgangskobling, bølgelængden ude skiftede fra 1, 051,10 nm til 1, 054,72 nm, som temperaturen af ​​krystal ændrede sig fra 23,6 grader Celsius til 36,4 grader Celsius. Og for T =5% output kobling, bølgelængden ude skiftede fra 1, 045,08 nm til 1, 047,13 nm, og temperaturen af ​​krystal ændrede sig fra 25,1 grader Celsius til 36,9 grader Celsius. For T =3% udgangskobling, et eksperiment med den faste pumpeeffekt blev også udført.

Krystalltemperaturen blev ændret gennem kølevand. Da krystallens temperatur steg fra 32,2 grader Celsius til 38,2 grader Celsius, outputbølgelængden skiftede fra 1, 052,23 nm til 1, 052,80 nm. Bølgelængdeforskydningen med temperaturen i CW Yb:CALGO-laseren kunne forklares med en temperaturafhængig model. Temperaturstigningen øgede befolkningstætheden i de øverste niveauer af jordmanifold, ifølge Boltzmann distribution.

Følgelig, når laseren opererede over en bestemt temperaturgrænse, de to foregående energiniveauer kunne ikke længere opfylde betingelsen for befolkningsinversionen. Imidlertid, befolkningsinversionen eksisterede stadig mellem det ophidsede niveau og overjordiske niveau. Som resultat, befolkningsinversionen ville forsvinde for den kortere laserbølgelængde, og en længere bølgelængde ville dominere.

På grund af de meget mere komplicerede Stark -splittelser af jordmanifold og spændt manifold af Yb:CALGO, en række udgangsbølgelængder blev observeret med den skiftende temperatur.

Dette bølgelængdeforskydningsfænomen ville være særligt vigtigt for intracavity optisk parametrisk oscillator og kunne være gunstig til nogle særlige formål, herunder afstembare lasere til bestemte bølgelængder og andre bølgelængdefølsomme undersøgelser.