PDF《Tm2 O3 掺杂锗酸盐玻璃 2 μm 波段连续激光输出》

5 %和3.0%的两种输出镜( OC) ,腔的另 一个端镜为对

1900 ~

2100 nm 波段反射率可达

99 .

8 % 的高反镜( HR) ,整个腔长为

948 mm . 图2掺杂 Tm2 O3 的FGe 玻璃激光实验装置图 Fig.

2 Experimental setup of the Tm2 O3 doped FGe glass laser

3 实验结果 实验测得 Tm2 O3 : FGe 玻璃对抽运光的吸收率 为78 %.通过仔细调节腔镜M

1 ,M

2 的位置以及端 镜的角度,在最大功率

1 W 的锁模脉冲抽运光条件 下 ,使用两种输出耦合镜分别得到了连续激光输出. 图3给出了输出功率随入射抽运功率的变化曲线. 当使用

3 .

0 %输出镜时得到的最高激光输出为

83 mW ,对应曲线的斜率效率为

13 .

7 %, 光 -光转 换效率为8 .

8 %,实验测得阈值为

360 mW ;

使用

1 .

5 %输出镜时的激光输出功率为70 mW , 对应曲线 0402004-2 邹育婉等: Tm2 O3 掺杂锗酸盐玻璃

2 μ m 波段连续激光输出 的斜率效率为

11 .

4 %,光-光转换效率为

7 .

4 %, 阈 值为309 mW .从图中可以看出 , 输出功率成线性 增长, 未见饱和现象.由于实验中增益介质的两端 面均未镀膜,腔内损耗比较大 ,因此效率比较低 , 如 果采用经过镀膜后的激光材料 , 可以预见系统效率 将大大提高. 图3激光输出功率随入射功率的变化曲线 Fig.

3 Output power versus incident pump power 采用脉冲激光抽运得到了连续激光输出, 这是 因为 Tm2 O3 : FGe 玻璃的荧光寿命为

6 .

3 ms , 而抽 运脉冲重复频率为

80 MHz , 这样相对于上能级弛 豫时间很长的 Tm2 O3 : FGe 玻璃而言 ,此抽运光为 准连续抽运光;

其次 ,实验中采用的腔长并没有严格 匹配于达到同步抽运时所需要的腔长, 所以得到的 是连续激光输出 . 图4掺杂 Tm2 O3 的FGe 玻璃激光输出的光谱图 Fig .

4 Laser spectrum of the Tm2 O3 doped FGe glass 实验中采用北京卓立汉光公司生产的 Omni- λ

150 光栅单色仪(

150 mm 焦距 , 光栅刻线 : 每毫米

300 刻线 ,闪耀波长为

1250 nm ,分辨率为

1 .

6 nm) 测量 激光的输出光谱, 所使用的探测器为HgCdTeZn 红外探测器( PCI-3TE-10 . 6) ,探测器后 的信号通过锁相放大器( S R 830) 被放大.测量得 到的 中心波长为1968 nm , 光谱半峰全宽为12 .

6 nm ,相应的光谱见图

4 .激光输出波长偏离了 发射峰,这是由于 Tm3 + 激光属于准三能级系统, 存 在再吸收损耗,激光运转将倾向于发射截面稍小但 其再吸收损耗很小的长波.

4 结论利用脉冲钛宝石激光作为抽运源 ,在Tm2 O3 掺 杂的 FGe 玻璃上实现了连续激光运转.采用四镜 折叠腔结构 ,在抽运功率为

1 W 时, 采用耦合率为

3 .

0 % 的输出镜,得到的输出功率为

83 mW , 相应的 斜率效率为

13 .

7 %,光-光转换效率为

8 .

8 %;

在输 出耦合率为

1 .

5 %的情况下 , 得到的输出功率为

70 mW ,相应的斜率效率为

11 .

4 %, 光 -光转换效 率为

7 .

4 %, 测量得到的光谱中心波长为

1968 nm . 如果采用经过镀膜后的激光材料 ,降低腔内损耗 ,预 期还可以得到进一步提高的输出功率 .随着玻璃制 备工艺的完善, Tm2 O3 掺杂的 FGe 玻璃在

2 μ m 波 段将会是一种很有潜质的增益材料, 同时其在锗酸 盐玻璃光纤激光器中也会有很好的应用前景. 参考文献1S. W. Henderson, P. J. M . Suni, C . P. H ale et al . . Coherent laser -radar at