《單摻Ho:SYSO混晶的生長及其2微米雷射性能研究》是依託哈爾濱工業大學，由段小明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：單摻Ho:SYSO混晶的生長及其2微米雷射性能研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：段小明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
2微米雷射在地表環境監測、大氣風場測量、雷射遙感、雷射醫療和光電對抗等領域都有非常重要而廣闊的套用前景。目前的2微米固體雷射材料存在熱效應嚴重或機械強度不高等缺點，限制了2微米雷射性能的拓展和提升。本課題首次提出一種新型強場耦合單摻Ho:SYSO混晶，該晶體同時具有熱效應弱和機械強度高的優點，解決傳統晶體無法兼顧高泵浦強度和弱熱效應問題。此外，該晶體還具有基態能級劈裂大、吸收和發射譜寬、熱導率高的特點，有利於獲得低閾值、高效率和寬調諧的2微米雷射輸出。課題擬通過最佳化設計晶體組成結構，在2微米波段形成寬譜帶增益曲線；通過研究Ho離子在Ho:SYSO混晶中的發光動力學行為和光譜特徵，建立Ho:SYSO混晶2微米雷射運轉的理論模型；最終實現Ho:SYSO混晶的可調諧、連續波和脈衝雷射輸出，本項目的研究成果將獲得具有智慧財產權的2微米波段Ho:SYSO混晶和固體雷射器，並促進相關技術領域向前發展。
結題摘要
2微米雷射在地表環境監測、大氣風場測量、雷射遙感、雷射醫療和光電對抗等領域都有非常重要而廣闊的套用前景。目前的2微米固體雷射材料存在熱效應嚴重或機械強度不高等缺點，限制了2微米雷射性能的拓展和提升。本課題首次提出一種新型強場耦合單摻Ho:SYSO混晶，該晶體同時具有熱效應弱和機械強度高的優點，解決傳統晶體無法兼顧高泵浦強度和弱熱效應問題。此外，該晶體還具有基態能級劈裂大、吸收和發射譜寬、熱導率高的特點，有利於獲得低閾值、高效率和寬調諧的2微米雷射輸出。本課題在國際上首次開展了Ho:SYSO混晶的生長、光譜特性和雷射性能研究，採用提拉法生長了95mm長度的晶體毛坯，基於光譜特性分析和準二能級速率方程理論，預估了Ho:SYSO混晶的2微米雷射性能。連續波模式下，二極體泵浦的Ho:SYSO雷射器實現了最高20.7 W的2097.9 nm雷射輸出，相應線寬為3.1nm。重複頻率20 kHz時，獲得了19.6 W平均功率的聲光調Q雷射輸出。5 kHz重複頻率時，實現了20 ns的最小脈衝寬度。
