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上海光機所在摻鐠氟化鉛激光晶體研究方面取得進展

研發(fā)快訊 2024年04月03日 10:27:30來源:上海光學(xué)精密機械研究所 11117
摘要近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所先進激光與光電功能材料部在摻鐠氟化鉛(Pr:PbF2)激光晶體研究方面取得進展。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所先進激光與光電功能材料部在摻鐠氟化鉛(Pr:PbF2)激光晶體研究方面取得進展,相關(guān)成果以“Spectroscopic properties of Pr:PbF2 crystal with different doping concentration”為題發(fā)表于Journal of Luminescence。
 
  Pr3+具有豐富的能級結(jié)構(gòu),其3P0能級向低能級躍遷時對應(yīng)多個可見光波段的熒光發(fā)射,是一種重要的可見光波段稀土激活離子。基質(zhì)PbF2晶體具有聲子能量較低、晶體場弱的特點,具有通過摻雜Pr3+實現(xiàn)可見激光輸出的潛力。
 
  稀土離子摻雜濃度是影響激光晶體光譜性能的重要因素之一,為探究Pr摻雜濃度對Pr:PbF2晶體光譜性能的影響,研究團隊生長了Pr摻雜濃度分別為0.1%,0.5%和1.0%的Pr:PbF2晶體,并分析了這三種不同摻雜濃度晶體的結(jié)構(gòu)與光譜性能。實驗結(jié)果顯示,在三種濃度的晶體樣品中,摻雜濃度為1.0%的Pr:PbF2晶體在443nm處的吸收截面與482nm處的發(fā)射截面最大,分別為1.00×10-20cm2與1.08×10-20cm2。不同摻雜濃度Pr:PbF2晶體在粒子反轉(zhuǎn)率達30%時,在482nm-497nm范圍內(nèi)的增益截面均為正值,并且晶體在該波段內(nèi)的最大增益截面與Pr3+摻雜濃度呈正相關(guān)的關(guān)系。因此,增大Pr3+摻雜濃度有望提高Pr:PbF2晶體的光譜性能,這為利用Pr:PbF2晶體實現(xiàn)可見激光輸出提供了基礎(chǔ)與參考。
 
  該工作得到了中國科學(xué)院、上海市等項目的支持。
 
圖1. 不同摻雜濃度Pr:PbF2晶體的吸收截面
 
圖2. 不同摻雜濃度Pr:PbF2晶體的發(fā)射截面
 
  圖3. 不同摻雜濃度Pr:PbF2晶體470nm-510nm范圍內(nèi)的增益截面以及最大增益截面與摻雜濃度的關(guān)系

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