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大尺寸优质Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4)晶体生长与性能研究
1
作者 王鸿雁 王世武 +5 位作者 聂奕 张行愚 张芳 许辉 李瑞茂 匡永飞 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第6期947-952,共6页
本文采用感应加热提拉法结合上称重自动控径技术,成功生长出大尺寸、高质量的翠绿宝石(Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4))晶体。晶坯等径圆柱体尺寸达到ϕ70 mm×140 mm,晶坯质量超过2800 g。通过冷光源照射晶坯,发现晶坯中心区域ϕ10~15 mm存... 本文采用感应加热提拉法结合上称重自动控径技术,成功生长出大尺寸、高质量的翠绿宝石(Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4))晶体。晶坯等径圆柱体尺寸达到ϕ70 mm×140 mm,晶坯质量超过2800 g。通过冷光源照射晶坯,发现晶坯中心区域ϕ10~15 mm存在气泡。采用5 mW绿光激光照射ϕ8 mm×130 mm的翠绿宝石晶体棒,晶体内部无散射颗粒。利用Zygo激光平面干涉仪对晶体棒进行测试,波前畸变为0.3λ@632.8 nm。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了翠绿宝石晶体的铬离子掺杂浓度,并计算出轴向浓度梯度为0.5×10^(-4)~1.9×10^(-4)cm^(-1)(摩尔分数)。用Perkin Elmer Lambda-950紫外可见近红外分光光度计测试了不同掺杂浓度的翠绿宝石晶体在室温下的吸收光谱,并计算了吸收系数。这些研究结果为翠绿宝石晶体的应用提供了重要的基础数据。 展开更多
关键词 翠绿宝石(Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4))晶体 提拉法 自动控径技术 波前畸变 浓度梯度 吸收系数
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Li(Sc,M)Si_(2)O_(6)∶Cr^(3+)(M=Ga^(3+)/Lu^(3+)/Y^(3+)/Gd^(3+))的近红外发光性能
2
作者 卢紫微 刘永福 +2 位作者 罗朝华 孙鹏 蒋俊 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期407-414,共8页
荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光材料的激发波长为460 nm,发射峰位... 荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+)荧光材料的激发波长为460 nm,发射峰位在845 nm,光谱带宽为156 nm,内量子效率为64.4%。基于该体系,本文通过M离子(M=Ga^(3+),Lu^(3+),Y^(3+),Gd^(3+))取代Sc^(3+)的方式对其性能进行调控。结果表明,引入M离子易生成杂相或发生相变,降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。 展开更多
关键词 LiScSi_(2)O_(6)∶Cr^(3+) 阳离子取代 晶体结构
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YAG∶Cr^(3+)晶体精细光谱结构研究 被引量：4
3
作者 魏群 杨子元 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期688-692,共5页
采用不同的晶体畸变模型,利用CDM(completediagonalizationmethod)方法对YAG∶Cr3+晶体的EPR参量进行了系统研究·通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下,对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况,不适合用... 采用不同的晶体畸变模型,利用CDM(completediagonalizationmethod)方法对YAG∶Cr3+晶体的EPR参量进行了系统研究·通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下,对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况,不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构,而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感,因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的·同时结果表明,Cr3+离子进入YAG晶体后,产生了Δθ=1.88°的三角畸变·从而成功统一地解释了YAG∶Cr3+晶体的EPR参量和精细光谱结构· 展开更多
关键词 yag:Cr^3+晶体 精细光谱 晶格畸变模型 EPR参量
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蓝光激发的KMgF_(3)∶Cr^(3+)/Ni^(2+)基透明微晶玻璃超宽带近红外发光
4
作者 赖俊欢 陈龙 刘雪云 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1134-1144,共11页
近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO_(2)-K_(... 近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO_(2)-K_(2)CO_(3)-KF·2H_(2)O-MgF_(2)中成功析出了钙钛矿型KMgF_(3)纳米晶体。通过改变玻璃组分和热处理温度可以调控氟化物纳米晶相的析出,得到析晶和透明度最佳的微晶玻璃样品。玻璃中KMgF_(3)纳米晶体为Cr^(3+)和Ni^(2+)提供了稳定的八面体配位和低声子能量发光环境,在450 nm蓝光激发下,基于Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递实现了Cr^(3+)(700~1200 nm)和Ni^(2+)(1400~1700 nm)双宽带近红外发射,并且双宽带近红外发光强度随离子掺杂浓度而可调变化。荧光光谱和荧光衰减曲线表征证明了Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递过程,对应的能量传递效率为52.2%,能量传递机制为电子偶极-四极相互作用。研究结果不仅可以为系统掌握透明光学材料的超宽带发光规律提供基础数据,同时有助于设计开发低成本、高效率的近红外宽带光源。 展开更多
关键词 微晶玻璃 氟化物纳米晶体 宽带近红外发光 Cr^(3+)和Ni^(2+)
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Cr^(3+)掺杂F^(-)修饰BaScO_(2)F钙钛矿结构宽带近红外荧光粉
5
作者 谢思源 马博新 +1 位作者 郭月 禹庭 《材料研究与应用》 CAS 2024年第5期727-735,共9页
Cr^(3+)掺杂的近红外荧光材料,因具有高量子效率、可调的宽带发射及在蓝色光谱范围内的强吸收特性而备受关注。通过晶体场工程,可以调节Cr^(3+)掺杂的近红外荧光材料的发射范围,但常规的阳离子取代对发射范围的调节通常限制在近红外Ⅰ区... Cr^(3+)掺杂的近红外荧光材料,因具有高量子效率、可调的宽带发射及在蓝色光谱范围内的强吸收特性而备受关注。通过晶体场工程,可以调节Cr^(3+)掺杂的近红外荧光材料的发射范围,但常规的阳离子取代对发射范围的调节通常限制在近红外Ⅰ区(波长<1000 nm)。在生物医学成像领域,由于生物组织的吸收、散射和自发荧光较低,在近红外Ⅱ区,能够实现更高的穿透深度及无创或微创的深部组织成像。采用高温固相法,以Ba_(2)Sc_(2)O_(5)类钙钛矿型氧化物为基体,合成了一系列基于F^(-)修饰的近红外荧光粉BaSc_(1-x)O_(2)F:xCr^(3+)(x=0.001—0.01)。通过XRD图谱和容差因子计算,证明了合成的样品具有立方钙钛矿结构。另外,通过漫反射光谱(DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,确认了Cr离子的价态为Cr^(3+)。利用电子顺磁共振(EPR)对Cr^(3+)周围的晶体环境进行检测分析发现,样品在波长700—1400 nm范围内表现出近红外宽带发射,发射中心约在1040 nm处,半峰宽(FWHM)高达250 nm。表明,Cr^(3+)的发射有效覆盖了近红外Ⅱ区。同时,也证明了通过阴离子掺杂调节晶体场强度是可行的。由于PLE光谱和PL光谱在波长700—850 nm范围内存在重叠,随着Cr^(3+)掺杂浓度的增加,发射部分被重吸收,导致发射中心出现明显的红移现象。由于BaSc_(1-x)O_(2)F:xCr^(3+)近红外荧光粉的吸收峰与蓝光LED芯片能够匹配,表明其具有商业化潜力。本研究为生物医学成像领域的近红外Ⅱ区荧光粉转换LED器件提供了优异的宽带近红外光源材料。 展开更多
关键词 宽带近红外光 高温固相法 荧光粉 Cr^(3+) 钙钛矿结构 阴离子F修饰 晶体场强度 近红外Ⅱ区
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基于YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器
6
作者 唐敬玲 齐月 +5 位作者 白振旭 齐瑶瑶 丁洁 颜秉政 王雨雷 吕志伟 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期483-491,共9页
全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点,在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究,在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为... 全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点,在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究,在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下,获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps,重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明,随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面,激光光斑的对称性下降;且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时,激光阈值呈上升趋势。 展开更多
关键词 激光技术 全固态 键合晶体 被动调Q Cr^(4+):yag
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Cr^(4+):YAG晶体作为激光器增益介质的特性研究 被引量：5
7
作者 余先伦 李载玉 +1 位作者 杨伯君 张晓光 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期811-814,共4页
首先对Cr4+:YAG晶体的结构和频谱背景进行了研究,并对Cr4+:YAG晶体在辐射光谱作用下产生的热效应作了理论上的分析,提出了Cr4+:YAG晶体在固体激光器中的应用前景。
关键词 激光技术 CR^4+:yag晶体 频谱 温度梯度 热效应
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掺杂晶体SrLaAlO_4:Cr^(3+)局域结构的研究 被引量：6
8
作者 曾体贤 谌家军 冯文林 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1080-1084,共5页
采用半自洽场(sem i-SCF)d轨道波函数模型和点电荷模型,利用高阶微扰公式,在晶体掺杂过渡金属离子后其结构对称性不会被破坏的条件下,由d-d跃迁光谱和EPR谱,确定SrLaA lO4:Cr3+晶体的局域结构。计算发现,掺入Cr3+后,晶体的键长为:R⊥′=... 采用半自洽场(sem i-SCF)d轨道波函数模型和点电荷模型,利用高阶微扰公式,在晶体掺杂过渡金属离子后其结构对称性不会被破坏的条件下,由d-d跃迁光谱和EPR谱,确定SrLaA lO4:Cr3+晶体的局域结构。计算发现,掺入Cr3+后,晶体的键长为:R⊥′=0.1922nm,R′∥=0.2197nm.所得计算结果与实验值吻合得很好。 展开更多
关键词 SrLaAlO4:Cr^3+ 晶体场 光谱 EPR谱
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新型Q开关晶体Cr^(4+):YAG的生长和被动调Q研究 被引量：2
9
作者 黄朝红 肖敬忠 +4 位作者 张庆礼 赵南京 王爱华 殷绍唐 余吟山 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期26-29,共4页
本工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+:YAG。所生长的晶体在空气中退火(1450℃)50小时后,晶体的颜色明显加深。吸收光谱测量表明晶体中的Cr4+离子浓度得到显著提高。在闪光灯泵浦的Nd:... 本工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+:YAG。所生长的晶体在空气中退火(1450℃)50小时后,晶体的颜色明显加深。吸收光谱测量表明晶体中的Cr4+离子浓度得到显著提高。在闪光灯泵浦的Nd:YAG激光器上对不同透过率、退火后的Cr4+:YAG晶体进行了被动调Q实验。结果表明所生长出的Cr4+:YAG晶体对Nd:YAG激光器具有很好的调Q作用。 展开更多
关键词 晶体生长 退火 被动调Q 灯泵Nd:yag激光器 调Q固体激光器 CR^4+:yag
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Cr^(3+)在SrTiO_3晶体中的晶场能级 被引量：2
10
作者 李运奎 陈述春 干福熹 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期79-84,共6页
由激发光谱及荧光光谱的测量,运用Tanabe-Sugano能量矩阵计算了Cr^(3+)在SrTiO_3晶体中的晶场能级.
关键词 CR^3+ SRTIO3 晶体 晶场 能级
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Cr^(3+):Al_2(WO_4)_3晶体的生长和光谱特性 被引量：2
11
作者 涂朝阳 朱昭捷 +3 位作者 李坚富 王燕 游振宇 吴柏昌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期804-807,共4页
采用顶部籽晶法从Na2 WO4 助熔剂体系生长出优质的Cr3+ :Al2 (WO4 ) 3晶体,测定了吸收和荧光光谱,结果表明:Cr3+ 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带和一个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为4 2 2和5 95nm ,还有两个较弱的吸收峰,其荧... 采用顶部籽晶法从Na2 WO4 助熔剂体系生长出优质的Cr3+ :Al2 (WO4 ) 3晶体,测定了吸收和荧光光谱,结果表明:Cr3+ 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带和一个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为4 2 2和5 95nm ,还有两个较弱的吸收峰,其荧光峰值分别为6 84和6 6 3nm。其荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为6 5 0～82 0nm ,峰值波长为74 0nm ,荧光线峰波长约为6 80nm ,其强度较强。计算了晶场强度和Racah参数,其Dq B =2 4 2 ,晶体属于中阶场介质。研究表明,Cr3+ :Al2 (WO4 ) 3晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出。 展开更多
关键词 Cr^3+:Al2(WO4)3晶体 光谱性能 可调谐激光
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ZnWO_4:Cr^(3+)晶体的光谱 被引量：2
12
作者 臧竞存 武少华 殷宝璐 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期85-88,共4页
采用提拉法生长出不同掺杂浓度的ZnWO_4:Cr^(3+)单晶.该材料在912nm处形成宽带荧光发射.激发峰随掺杂浓度的加大而向短波方向移动.在发射带晶体的吸收低,有可能作为在800—1000nm可调谐激光工作介质.
关键词 ZnWO4:Cr^3+ 晶体 光谱
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YAG中Cr^(3+)离子的吸收光谱及其分析 被引量：3
13
作者 陈庆汉 杜懋陆 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1989年第2期130-135,共6页
木工作实测并用真实晶格参数计算了YAG中Cr^(3+)离子的晶场能级和晶场参量,重新讨论了掺Cr^(3+)的可调谐激光晶体的分类判据。
关键词 yag晶体 CR^3+ 吸收光谱
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提拉法生长的金绿宝石晶体中Cr^(3+)有效分凝系数的初步测定 被引量：4
14
作者 郭行安 李淑贞 陈梅玲 《激光杂志》 CAS 1985年第4期214-216,共3页
用原子吸收光谱法测定了提拉法生长的金绿宝石晶体中Cr^(3+)的有效分凝系数,初步结果为K_(eff)≈2.1。
关键词 有效分凝系数 CR^3+ 提拉法生长 金绿宝石 测定 晶体 原子吸收光谱法 KEFF
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关于Nd∶YAG晶体R_2→Y_3跃迁有效受激发射截面的讨论 被引量：2
15
作者 李述涛 张行愚 +3 位作者 王青圃 范书振 李昀初 刘兆军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期157-158,共2页
文中对W.Koechner先生所著的《Solid-StateLaserEngineering》一书中关于Nd∶YAG晶体R2→Y3跃迁有效受激发射截面的描述进行讨论。
关键词 受激发射截面 有效受激发射截面 R2→Y3跃迁 ND:yag晶体 激光器
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LD泵浦Cr^(4+),Nd^(3+):YAG自调Q腔内倍频激光器研究 被引量：3
16
作者 徐震 魏晓羽 吴念乐 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期410-414,共5页
Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体的激光特性得到了系统研究。在LD泵浦下,Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出.激光平均输出功率达到3.36 W,脉宽65 ns,重复频率87 kHz,光-光效率为15.3％.加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频,... Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体的激光特性得到了系统研究。在LD泵浦下,Cr^(4+),Nd^(3+):YAG晶体获得了1.064μm的自调Q激光输出.激光平均输出功率达到3.36 W,脉宽65 ns,重复频率87 kHz,光-光效率为15.3％.加入KTP晶体后实现了自调Q腔内倍频,获得了532 nm的绿色脉冲激光输出:平均功率达到1W,脉宽210 ns;重复频率47 kHz,光-光效率为6％.对自调Q激光及其腔内倍频发现的现象进行了讨论。 展开更多
关键词 激光二极管 LD泵浦 被动调Q激光器 Cr4+/Nd3+:yag晶体
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优质大尺寸金绿宝石(Cr^(3+):BeAl_2O_4)可调谐激光晶体的生长 被引量：1
17
作者 夏海平 徐铁峰 +3 位作者 张新民 张约品 王金浩 章践立 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期24-25,共2页
应用改进工艺的提拉(CZ)法技术,采用合适的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Cr3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、长度与厚度约110×25mm的紫翠色Cr3+:BeAl2O4... 应用改进工艺的提拉(CZ)法技术,采用合适的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Cr3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、长度与厚度约110×25mm的紫翠色Cr3+:BeAl2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,根据获得的吸收光谱与晶体分裂场理论,计算了Cr3+的八面体晶格场参数Dq=1764cm-1以及Racah参数B=608cm-1。晶体样品加工成6(60、80)mm的激光棒,并实现了激光的输出。 展开更多
关键词 Cr^3+:BeAl2O4晶体 提拉法 晶格场参数
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DPSS单频自调Q946nmNd^(3+),Cr^(4+)∶YAG微片激光器 被引量：1
18
作者 杨林 王海林 +2 位作者 黄维玲 丘军林 刘百宁 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期282-284,共3页
报道了激光二极管泵浦的低阈值自调Q 946nmNd3 + ,Cr4 + ∶YAG微片激光器的实验研究。激光器实现稳定的单频、基横模和偏振输出 ,输出斜率效率达到 2 2 %。 946nm激光直接腔外倍频得到 473nm蓝光输出 ,光 光倍频转换效率达到 15 %。
关键词 激光二极管 自调Q 准3能级系统 Nd Cr∶yag晶体
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ZnAl_2O_4:Cr^(3+)晶体局域结构研究 被引量：2
19
作者 杨子元 魏群 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1011-1014,共4页
提出了新的掺杂离子局域结构畸变模型,称之为配体离子移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与电子顺磁共振(EPR)参量之间的定量关系。首次在考虑SS(spin-spin)、SOO(spin-other-orbit)和OO(orbit-orbit)作用的基础上,采用全组态完全对... 提出了新的掺杂离子局域结构畸变模型,称之为配体离子移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与电子顺磁共振(EPR)参量之间的定量关系。首次在考虑SS(spin-spin)、SOO(spin-other-orbit)和OO(orbit-orbit)作用的基础上,采用全组态完全对角化方法,对ZnAl2O4∶Cr3+晶体的局域晶格畸变、EPR参量及其电子精细光谱进行了系统的研究,结果表明,Cr3+离子掺入ZnAl2O4晶体后,O2-离子在氧平面上向远离[111]轴的方向移动了(0.01777±0.00007)nm。从而成功地解释了ZnAl2O4∶Cr3+晶体的EPR参量。同时研究也表明,OO磁相互作用并不引起新的能级分裂,只使能级产生移动,能级移动达到10cm-1的量级,但对ZFS参量的贡献甚微。 展开更多
关键词 ZnAl2O4:Cr^3+晶体 配体离子移动模型 局域晶格畸变 磁相互作用
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稳定的高重频Cr^(4+)∶Nd^(3+)∶YAG自调Q激光器 被引量：1
20
作者 周涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期231-233,共3页
在平平腔的Cr4+∶Nd3+∶YAG激光器中,采用内置f=70mm双凸透镜形成等效腔和用1mm小孔光阑进行横模限制的方法,获得了高重频、高光光转换效率、稳定的激光脉冲序列。在泵浦功率17. 2W时,获得了平均功率4. 7W,其光光转换效率达到了27. 3... 在平平腔的Cr4+∶Nd3+∶YAG激光器中,采用内置f=70mm双凸透镜形成等效腔和用1mm小孔光阑进行横模限制的方法,获得了高重频、高光光转换效率、稳定的激光脉冲序列。在泵浦功率17. 2W时,获得了平均功率4. 7W,其光光转换效率达到了27. 3%。此时的重复频率及其标准方差为42±1kHz,脉宽及其标准方差为9. 57±0. 187ns,示波器采集的光脉冲值幅度及其标准方差为471±36μW。对应的峰值功率和单脉冲能量分别达到了13kW和115μJ。据我们了解,这是迄今为止LD端面泵浦的自调Q激光器获得的重复频率最高且稳定的实验结果。 展开更多
关键词 激光器 Cr^4+:Nd^3+:yag 稳定性
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