【摘 要】
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可见激光(380～780 nm)在材料加工、生物医疗、数据存储、量子通信、大气层遥感等诸多领域具有广泛而重要的应用.现有的可见激光实现手段存在较多局限性,极大地限制了其应用的拓展.近年来GaN蓝光二极管(LD)取得了快速的发展,不仅功率已经达到了W级以上,价格也大为下降,这为采用GaN LD直接泵浦激光晶体实现可见激光提供了新途径.尤其是全固态黄光激光,由于缺少相应的基频光,很难通过倍频的方式实现
【机 构】
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中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥230031
【出 处】
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中国感光学会2016年学术年会暨第九届四次理事会
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可见激光(380～780 nm)在材料加工、生物医疗、数据存储、量子通信、大气层遥感等诸多领域具有广泛而重要的应用.现有的可见激光实现手段存在较多局限性,极大地限制了其应用的拓展.近年来GaN蓝光二极管(LD)取得了快速的发展,不仅功率已经达到了W级以上,价格也大为下降,这为采用GaN LD直接泵浦激光晶体实现可见激光提供了新途径.尤其是全固态黄光激光,由于缺少相应的基频光,很难通过倍频的方式实现,因此采用GaN LD直接泵浦黄光晶体是实现黄光输出的有效途径.稀土离子Dy3+是实现黄光激光输出的有效激活离子.GdScO3晶体比YAG晶体的声子能量更低,且具有很高的热导率,较低的晶体对称性,较高的晶体双折射,是优质的激光基质晶体；而且,该晶体易于采用提拉法生长优质单晶,机械性能优于氟化物晶体,易于加工,具有很大的实用价值和应用潜力.采用提拉法生长了尺寸为Φ30×45 mm3的优质Dy3+掺杂GdScO3激光晶体,研究了晶体的光谱性质：在453 nm处吸收截面为1.8×10-21 cm2,比Dy∶YAG晶体(吸收截面为1.6× 10-21 cm2)的吸收更强；吸收峰的半高宽为10 nm,表明晶体对泵浦源的温度控制要求较低,可以极大的节约激光器的成本；在453 nm激发下,最强发射峰位于577 nm,受激发射截面约为2.2×10-21 cm2,晶体的荧光寿命为337μs.通过Judd-Ofelt理论计算,拟合出Dy3+在GdScO3晶体中的强度参数Ω2=3.2×10-24 cm2,Ω4=1.99×10-24 cm2,Ω6=0.87×10-24 cm2,并计算了Dy3+的4F9/2能级的辐射寿命、跃迁几率、荧光分支比等光谱参数.结果表明,Dy3+掺杂GdScO3晶体是一种很有希望通过GaN LD直接泵浦实现黄光输出的激光晶体.
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