全固化薄盘YbYAG激光器研究.pdfVIP

维普资讯 第 20 卷 第 3 期 量 子 电 子 学 报 、，01．20 NO．3 2003年 6月 CHINESEJOURNALOFQUANTUM ELECTRONICS Jun．，2003 文章编号： 1007-5461(2003)03-0307-03 全固化薄盘 Yb：YAG激光器研究 陈长水， 张庆礼， 刘蔚东， 肖敬忠， 吴 边， 黄朝红， 龚传波， 黄明芳 (中国科学院安徽光学精密机械研究所， 合肥 230031) 摘 要 本文介绍了Yb：YAG激光晶体的能级结构和吸收、发射光谱；研究了端面泵浦全固化 Yb：YAG 薄 盘激光器的输出特性，获得了功率为 2．1W 的 1030nm 激光输出，光光转换效率为 15％ ，斜效率为 24．3％． 关键 词 Yb：YAG 晶体；薄盘激光器；全固化激光器；端面泵浦 中 图分 类 号：TN248．1+3 文 献 标 识 码：A 引 言 ～ ￡oS0 激光二极管泵浦固体激光器因具有寿命长、不产生热光畸变而光束质量高、效率高、频率稳定性好、 结构紧凑、可小型化等特点而成为固体激光器发展的主要方 向之一。Yb0+能级结构简单 ，仅有 F ／2和 F ／2两个多重态能级，不存在激发态吸收和上转换，泵浦能级靠近激光上能级，因此热负荷低，具有很高 的光转换效率。随着 InGaAs激光二极管的日益成熟 [，对吸收位于这一波段 (0．9～1．1m)的掺yb3+激 光材料的研究也不断地发展起来。目前，国内外对掺 Yb0+激光材料 已进行了广泛的研究 【】。Yb：YAG 由于有大的晶场分裂能、优异的热力学性能、可进行高浓度掺杂、生长工艺较成熟等特点而成为掺 Yb0+ 材料中应用最为广泛的激光晶体。 Yb0+离子的电子构型为 4f13，Yb：YAG晶体 中强的晶场作用导致了Yb0+离子的斯塔克能级分裂， 基态 F7／2和 Fs／2激发态分别分裂为四个和三个子能级 (如图1所示)，形成准三能级激光系统，激光过 程发生在激发态 F5／2最低子能级 10327cm 和基态 F7／2的612cm-1子能级间，激光波长为1030nm 。 10679 0．041 10624 0．186 l 10327 0．773 量 巨量 重 导 毒 _苫 量 14 } 2F }i I1 manifold Wavelength／nm Fig．1 Energyleveldiagram ofYb。 ion in YAG crystal Fig．2 Absorption andemissionspectraofYb。+：YAG crystalat300K 收稿 日期： 2002—06—04； 修改 日期： 2002—06—25 E-maihcschen@aiofm ．ac．cn 维普资讯 量 子 电 子 学 报 20 卷 Yb：YAG晶体的吸收光谱和荧光光谱如图2所示。由图可见，Yb。+离子的主吸收峰有两个