【摘 要】
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1.55微米波段固体激光具有光束质量高、对人眼安全、位于大气传输窗口、对目标与背景的反差较大等优点,其高能量、高重频和窄脉宽的脉冲激光可广泛应用于通讯、测距、遥感测量和激光雷达等众多领域.利用半导体激光器泵浦Er3+和Yb3+双掺的激光材料是直接获得高光束质量和高性能1.55微米波段激光的理想方法之一.本工作利用半导体激光泵浦Er3+和Yb3+双掺的RAl3(BO3)4 (R=Y或Lu)晶体,实现
【机 构】
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中国科学院福建物质结构研究所,福建福州350002 中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050
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1.55微米波段固体激光具有光束质量高、对人眼安全、位于大气传输窗口、对目标与背景的反差较大等优点,其高能量、高重频和窄脉宽的脉冲激光可广泛应用于通讯、测距、遥感测量和激光雷达等众多领域.利用半导体激光器泵浦Er3+和Yb3+双掺的激光材料是直接获得高光束质量和高性能1.55微米波段激光的理想方法之一.本工作利用半导体激光泵浦Er3+和Yb3+双掺的RAl3(BO3)4 (R=Y或Lu)晶体,实现了高脉冲能量和高重复频率的1520nm被动调Q脉冲激光输出.在7 mm长的平-平谐振腔中,采用970 nm半导体激光分别端面泵浦0.7 mm厚的Er(1.1 at.％)∶Yb(25at.％)∶YAl3(BO3)4和Er(1.1 at.％)∶Yb(24.1 at.％)∶LuAl3(BO3)4激光晶体.被动调Q片为1mm厚,1520nm波长处初始透过率为97％的Co2+∶Mg0.4Al2.4O4晶体.激光晶体上的泵浦光斑半径为220μm.输出镜透过率在1520nm波长处为4.6％.对于Er∶Yb∶YAl3(BO3)4晶体,当吸收泵浦功率为14.8W时,1520nm脉冲激光的能量、脉宽和重复频率分别为11.1 μJ、16 ns和27 kHz.对于Er∶Yb∶LuAl3(BO3)4晶体,在同样吸收泵浦功率下,1520 nm脉冲激光的能量、脉宽和重复频率分别为16.3μJ、14 ns和41kHz.两种晶体脉冲激光性能的差异主要来源于1520 nm波长处不同的受激发射截面值(Er∶Yb∶YAl3(BO3)4和Er∶Yb∶LuAl3(BO3)4晶体分别为1.1×10-20和1.7× 10-20 cm2).实验结果表明利用Er3+ 和Yb3+双掺的RAl3(BO3)4晶体作为激光增益介质,可以实现高脉冲能量和高重复频率的1.55微米波段被动调Q脉冲激光输出.
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