Разработка новых эрбийсодержащих кристаллических активных сред для лазеров диапазона 1,5 – 1,6 мкм

Abstract

Объектом исследования являлись кристаллы иттриевого ванадата (YVO4) и иттрий-алюминиевого бората (YAl3(BO3)4), соактивированные ионами Er3+ и Yb3+. Целью работы является создание эффективной активной среды для диодно-накачиваемых лазеров спектрального диапазона 1,5-1,6 мкм на основе кристаллов, легированных ионами Er3+. При проведении исследований применялись известные апробированные спектроскопические методики. Измерительные установки были построены с использованием современного спектроскопического и измерительного оборудования. В результате работы определена структура штарковского расщепления трех нижних мультиплетов иона эрбия. Измерены спектры поглощения и люминесценции, рассчитаны спектры сечений стимулированного излучения кристаллов в области 1.5-1.6 мкм. Измерены времена жизни возбужденных состояний активных ионов. становлены ранее неизвестные особенности процессов переноса энергии между активными ионами, экспериментально определена эффективность переноса энергии. Впервые реализована лазерная генерация в исследованных кристаллах в непрерывном режиме и режиме пассивной модуляции добротности с непрерывной и квазинепрерывной диодной накачкой. Выходная мощность непрерывной генерации около 1 Вт получена на ряде длин волн в спектральном диапазоне от 1602 до 1520 нм с эффективностью до 35%. В режиме пассивной модуляции добротности получены импульсы длительностью до 5 нс и энергией до 12 мкДж с частотой следования до 125 кГц и средней выходной мощностью до 625 мВт на длинах волн 1602 и 1555 нм.