Применение методов Фюхтбауэра–Ладенбурга и соответствия для определения спектров сечений стимулированного испускания неодимовых лазерных сред

Abstract

Для создания лазеров, генерирующих импульсы ультракороткой длительности, представляют большой интерес лазерные материалы с широкими полосами усиления. В этой связи значительный интерес представляют структурно разупорядоченные материалы, в частности новые кристаллические среды, принадлежащие тригональной сингонии Nd3+:Ca10K(VO4)7 (Nd:CKV), Nd3+:Ca9La(VO4)7 (Nd:CLaV) и Nd3+:Ca10Li(VO4)7 (Nd:CLiV). В данной работе формула Фюхтбауэра-Ладенбурга и интегральный метод соответствия применены для определения спектров сечений стимулированного испускания указанных выше кристаллов на переходах 4F3/2 → 4I9/2, 4F3/2 → 4I11/2, и 4F3/2 → 4I13/2 иона неодима. Максимальные пиковые значения сечений стимулированного испускания и наибольшие спектральные ширины полос в области 1,07 мкм составляют 9,33·10-20 см2 (σ-поляризация, Nd:CKV) и 30 нм (π-поляризация, Nd:CKV), в области 1,35 мкм – 1,55·10-20 см2 и 50 нм (π-поляризация, Nd:CKV). Полосы стимулированного испускания, а следовательно, и усиления в областях спектра 1,07 и 1,35 мкм являются гладкими и бесструктурными с ширинами, позволяющими получать ультракороткие импульсы света с длительностью ≈ 60 фс (1,07 мкм), ≈ 45 фс (1,35 мкм) в лазерах на исследованных лазерных средах, работающих в режиме синхронизации мод.