《掺Tm,Ho离子的GdVO4晶体光谱性质的研究（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《掺Tm,Ho离子的GdVO4晶体光谱性质的研究（学位论文-工学）（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工 学 硕 士 学 位 论 文掺 Tm， Ho 离 子 的 GdVO4晶体光谱性质的研究SPECTRAL CHARACTERISTICS OF Tm3+AND Ho3+ IN GdVO4刘 燕 梅哈 尔 滨 工 业 大 学2006 年 6 月国 内 图 书 分 类 号 : O433.4国 际 图 书 分 类 号 : 535工 学 硕 士 学 位 论 文掺 Tm,Ho 离 子 的 GdVO4晶体光谱性质的研究硕 士 研 究 生： 刘 燕 梅导 师 ： 姚 宝 权 副 研 究 员申 请 学 位 级 别 ： 工 学 硕 士学 科 、 专 业 ： 物 理 电 子 学所 在 单 位： 光 电 子 信 息
2、 科 学 与 技 术 系答 辩 日 期： 2006 年 6 月授 予 学 位 单 位 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学Classified Index： O433.4U.D.C.: 535Dissertation for the Masters Degree in Engineering.SPECTRAL CHARACTERISTICS OF Tm3+AND Ho3+ IN GdVO4Candidate： Liu YanmeiSupervisor： Vice Prof. Yao BaoquanAcademic Degree Applied for： Master of EngineeringSp
3、ecialty： Physical ElectronicsAffiliation： Dept. of Optoelectronic InformationScience and TechnologyDate of Oral Examination： July, 2006University： Harbin Institute of Technology哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文摘 要本 文 简 要 的 介 绍 了 2m 激 光 器 的 历 史 背 景 、 国 内 外 发 展 现 状 及 今 后 的发 展 趋 势 。 2m 激 光 光 源 以 其 独 特 的 性
4、质 ， 受 到 许 多 激 光 器 件 研 究 者 的 关 注 ,它 是 获 得 35m 波 段 光 学 参 量 振 荡 激 光 输 出 必 要 的 泵 浦 源 ， 在 激 光 测 距 、光 电 对 抗 、 医 学 诊 断 和 差 分 吸 收 雷 达 的 环 境 监 测 等 领 域 已 显 示 出 越 来 越 广 泛的 应 用 前 景 。 而 作 为 35m OPO 的 光 源 ， 使 用 800nm 的 激 光 二 极 管 泵 浦 单掺 Tm 的 晶 体 输 出 波 长 为 1.9m 的 激 光 再 泵 浦 掺 杂 Ho 的 晶 体 ， 获 得 2m 输 出的 方 法 也 是 今 后 发 展
5、 的 趋 势 ， 因 此 本 文 对 Tm:GdVO4以 及 Ho:GdVO4晶 体 光谱 方 面 的 研 究 非 常 有 意 义 。首 先 测 量 了 Tm:GdVO4 和 Ho:GdVO4 晶 体 在 室 温 下 的 吸 收 光 谱 ， 利 用Judd-Ofelt 理 论 并 根 据 吸 收 系 数 ， 吸 收 截 面 等 参 数 ， 分 别 拟 合 出 GdVO4晶 体中 Tm3+， Ho3+离 子 唯 象 强 度 参 数 t(t=2,4,6)， 数 值 分 别 为 ： 2=5.3310-20cm2 ， 4=4.2610-20cm2， 6=0.1610-20cm2； 2=0.27310-
6、20cm2， 4=0.821 10 -20 cm2 ， 6=0.434 10-20cm2 。 根 据 此 计 算 GdVO4 晶 体 中Tm3+， Ho3+离 子 部 分 能 级 的 自 发 辐 射 跃 迁 几 率 ， 荧 光 寿 命 ， 跃 迁 荧 光 分 支比 以 及 积 分 发 射 截 面 等 光 谱 参 数 。 根 据 计 算 结 果 ， 分 析 了 Tm:GdVO4晶 体 作为 激 光 晶 体 的 发 光 特 性 。此 外 还 进 行 了 低 温 下 LD 单 端 泵 浦 Tm:GdVO4晶 体 的 实 验 。 实 验 中 分 别 采用 平 平 腔 和 平 凹 腔 ， 并 对 其 进
7、 行 了 比 较 ， 平 凹 腔 时 的 结 果 要 优 于 平 平 腔 ， 当泵 浦 光 功 率 为 7W 时 得 到 1.13W 得 输 出 ， 测 得 激 光 波 长 1901nm ， 线 宽7.8nm， 斜 率 效 率 为 25.7 。关 键 词 Tm:GdVO4； Judd Ofelt 理 论 ； 光 谱-I-哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文AbstractThis paper describes the historical background, developing status of theworld and development trend of
8、 2m laser. 2m laser has receivedconsiderable attention from many researchers for its unique characters, which isthe necessary pump source of 35 micron OPO. It has presented more and morecomprehensive prospects for a wide range of applications including eye-saferanger-finder, photoelectric counterwor
9、k, medicine diagnosis, atmosphericsensing by differential absorption lidar , etc.Both energy level schemes of Tm3+ and Ho3+ in GdVO4 crystal wereconfirmed after the absorption spectra of .Tm:GdVO4 and Ho:GdVO4. The Judd-Ofelt model was applied to obtain the three phenomenological intensityparameters
10、. For Tm3+, 2=5.3310-20cm2 ， 4=4.2610-20cm2， 6=0.1610-20cm2 .For Ho3+, 2=0.27310-20cm2， 4=0.82110-20cm2， 6=0.434 10-20cm2.The spontaneous emission transition rate, radiative lifetime,fluorescence branching ratio and integrated emission cross section of Tm3+andHo3+ in GdVO4 crystal were then determin
11、ed. Through carefully analyzing theresults, 3F4 3H6 was estimated as being the most effective transition whichcould cause laser emission of Tm.This paper gives the study about CW solid-state-laser single-end-pumpedTm:GdVO4 by LD at low temperature. By compare the results of plate cavity andplate-con
12、cave cavity, we got that the plate-concave cavity is much better for theexperiment. At last, we got the output power at 1.901m under the condition ofsingle-end-pumped is1.13W, slop efficiency is 25.7%.Keywords Tm:GdVO4; Judd-Ofelt theory; spectra- II -(t哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文物 理 量 名 称 及 符 号 表
13、 波 长 ； 波 数 ；n 折 射 率 ；c 真 空 中 光 速 ；e 基 本 电 荷 ； 能 级 寿 命 ；h 普 朗 克 常 数 ；d 密 度 ；l 晶 体 长 度 ；N A 阿 伏 加 德 罗 常 数 ； 吸 收 系 数 ；T 透 过 率 ；S JJ abs emU JJ)tmef calf expM WmmolAJJ SLJ 谱 线 强 度 ； 吸 收 截 面 ； 发 射 截 面 ； 约 化 矩 阵 元 ； 唯 象 强 度 参 数 ； 电 子 质 量 ； 理 论 振 子 强 度 ； 实 验 振 子 强 度 ； 平 均 分 子 量 ； 摩 尔 浓 度 ； 自 发 辐 射 几 率 ； 自 旋 角 动 量 量 子 数 ，I 0 入 射 光 强 ； 轨 道 量 量 子 数 角 动 ， 荧 光 分 支 比 ； 总 角 动 量 量 子 数- III -哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文目录摘 要 . IAbstract . II物 理 量 名 称 及 符 号 表 . III第 1 章 绪 论 . 11.1 课 题 背 景 及 意 义 . 11.2 2m 波段激光晶体的研究状况. . 21.3 铥 激 光 器 泵 浦 钬 激 光
