Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Эрбиевый лазер, излучающий в области 1.5 мкм, с высокой выходной мощностью

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-91-97

Полный текст:

Аннотация

Твердотельные лазеры, излучающие в спектральной области 1.5‒1.6 мкм, находят широкое применение в дальнометрии, офтальмотологии, волоконно-оптических системах и оптической локации. Целью данной работы являлось исследование спектроскопических и генерационных свойств активной среды на основе кристалла бората для указанных лазеров.

Проведено исследование спектроскопических и генерационных свойств кристаллов Er,Yb:YAl3(BO3)4 с различным содержанием ионов-активаторов. В результате определены спектры поперечных сечений поглощения и стимулированного испускания в поляризованном свете. Проведена оценка эффективности переноса энергии от ионов иттебия на ионы эрбия. Максимальная эффективность переноса энергии достигала 97 % для кристалла Er(4 at.%),Yb(11 at.%):YAl3(BO3)4.

Реализована   лазерная   генерация   для   кристаллов   с   высоким   содержанием   ионов   эрбия до 4 ат.% (2.2∙1020‒3). При использовании кристалла Er(2 at.%),Yb(11 at.%):YAl3 (BO3)получен непрерывный режим генерации с максимальной выходной мощностью до 1,6 Вт на длине волны 1522 нм при дифференциальной эффективности 32 %. В квазинепрерывном режиме генерации для кристалла Er(4 at.%),Yb(11 at.%):YAl3(BO3)4 максимальная пиковая мощность достигала 2,2 Вт при дифференциальной эффективности по поглощённой мощности накачки 40 %. Профиль распределения интенсивности в поперечном сечении лазерного пучка хорошо аппроксимировался функцией Гаусса рассчитанное значение параметра распространения лазерного пучка М2 не превышало 1,2, что соответствует ТЕМ00 моде резонатора.

На основе полученных результатов, можно сделать вывод, что данные кристаллы являются перспективными активными средами, для лазеров, излучающих в спектральном диапазоне 1.5‒1.6 мкм, для применения в составе систем лазерной дальнометрии, лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии и лидаров.

Об авторах

К. Н. Горбаченя
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Горбаченя К.Н. – Центр оптических материалов и технологий, Белорусский национальный технический университет, пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013, Беларусь 
e-mail: gorby@bntu.by

 



В. Э. Кисель
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Центр оптических материалов и технологий 

пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013



А. С. Ясюкевич
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Центр оптических материалов и технологий 

пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013



Е. В. Копорулина
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Ленинские горы, 1, г. Москва 119991



Е. А. Волкова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Ленинские горы, 1, г. Москва 119991



В. В. Мальцев
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Ленинские горы, 1, г. Москва 119991



Н. И. Леонюк
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Ленинские горы, 1, г. Москва 119991



Н. В. Кулешов
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Центр оптических материалов и технологий 

пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013



Список литературы

1. Taccheo S., Sorbello G., Laporta P., Karlsson G., Laurell F. 230-mW diode-pumped single-frequency Er,Yb laser at 1.5 μm. IEEE Photonics Technology Letters, 2001, vol. 13, no. 1, pp. 19‒21. DOI: 10.1109/68.903207

2. Danger T., Huber G., Denker B.I., Galagan B.I., Sverchkov S.E. Diode-pumped cw laser around 1.54 μm Conference on Lasers and Electro-Optics, D. Scifres and A. Weiner, eds., (Optical Society of America, 1998), paper CTuM71.

3. Tolstik N.A., Huber G., Maltsev V.V., Leo- nyuk N.I., Kuleshov N.V. Excited state absorption, energy levels, and thermal conductivity of Er3+:YAB. Appl. Phys. B, 2008, vol. 92, no. 4, pp. 567‒571. DOI: 10.1007/s00340-008-3101-8

4. Denker B., Galagan B., Ivleva L., Osiko V., Sve- rchkov S., Voronina I., Hellstrom J.E., Karlsson G., Laurell F. Luminescent and laser properties of Yb,Er activated GdCa4O(BO3)3 ‒ a new crystal for eyesafe 1.5 micrometer lasers. Appl. Phys. B., 2004, vol. 79, no. 5, pp. 577−581. DOI: 10.1007/s00340-004-1605-4

5. Diening A., Heumann E., Huber G., Kuzmin O. High-power diode-pumped Yb, Er:LSB laser at 1.56 μm in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO). Vol. 6 of 1998 OSA Technical Digest Series (Optical Society of Amerika, 1998), pp. 299‒300, paper CWM5.

6. Burns P., Dawes J., Dekker P., Pipper J., Jiang H., Wang J. Optimization of Er,Yb:YCOB for cw laser operation. IEEE J. Quantum Electronics, 2004, vol. 40, no. 11, pp. 1575‒1582. DOI: 10.1109/JQE.2004.834935

7. Gorbachenya K.N., Kisel V.E., Yasukevich A.S., Maltsev V.V., Leonyuk N.I., Kuleshov N.V. High effi- cient continuous-wave diode-pumped Er,Yb:GdAl3(BO3)4 laser. Opt. Lett, 2013. vol. 38, pp. 2446‒2448. DOI: 10.1364/OL.38.002446

8. Chen Y., Lin Y., Gong X., Luo Z., Huang Y. Spectroscopic properties and laser performance of Er3+using Yb, Er-doped silico-boro-phosphat glass in and Yb3+ co-doped GdAl3 (BO3)4 crystal. IEEE J. Quantum Electronics, 2007, vol. 43, no. 10, pp. 950‒956. DOI: 10.1109/JQE.2007.904308

9. Chen Y., Lin Y., Huang J., Gong X., Luo Z., Huang Y. Spectroscopic and laser properties of Er3+:Yb3+:LuAl3(BO3)4 crystal at 1.5-1.6 цт. Opt. Express, 2010, vol. 18, no. 13, pp. 13700-13707. DOI: 10.1364/OE.18.01370013.

10. Tolstik N.A., Kurilchik S.V., Kisel V.E., Kuleshov N.V., Maltsev V.V., Pilipenko O.V., Koporu- lina E.V., Leonyuk N.I. Efficient 1 W continuous-wave diode-pumped Er,Yb:YAl(BO3)4 laser. Opt. Lett., 2007, vol. 32, no. 22, pp. 3233-3235. DOI: 10.1364/OE.18.013700

11. Tolstik N.A., Kurilchik S.V., Kisel V.E., Ku- leshov N.V., Maltsev V.V., Pilipenko O.V., Koporu- lina E.V., Leonyuk N.I. Efficient 1 W continuous-wave diode-pumped Er,Yb:YAl(BO3)4 laser. Opt. Lett., 2007, vol. 32, no. 22, pp. 3233‒3235. DOI: 10.1364/OL.32.003233

12. Chen Y.J., Lin Y.F., Gong X.H., Luo Z.D., Huang Y.D. 1.1 W diode-pumped Er:Yb laser at 1520 nm. Opt. Lett., 2008, vol. 32, no. 18, pp. 2759‒2761. DOI: 10.1364/OL.32.002759

13. Chen Y.J., Lin Y.F., Gong X.H., Tan Q.G., Luo Z.D., Huang Y.D. 2.0 W diode-pumped Er:Yb:YAl3(BO3)4 of (Er,Yb):YAl3(BO3)4 laser crystals. Crystallography Reports, 2008, vol. 53, pp. 336–338. DOI: 10.1134/S1063774508020260

14. Tolstik N.A., Kisel V.E., Kuleshov N.V., Mal- tsev V.V., Leonyuk N.I. Er,Yb:YAl3(BO3)4 ‒ efficient 1.5 µm laser crystal. Appl. Phys. B, 2009, vol. 97, no. 2, pp. 357‒362. DOI: 10.1007/s00340-009-3694-6

15. Loiko P.A., Mateos X., Kuleshov N.V., Pav- lyuk A.A., Yumashev K.V., Petrov V., Griebner U., Aguiló M., Díaz F. Thermal-lens-driven effects in -cut Yb-and Tm-doped monoclinic KLu(WO4)2 crystals. IEEE Journal of Quantum Electronics, 2014, vol. 50, pp. 1‒8. DOI: 10.1109/JQE.2014.2332496


Для цитирования:


Горбаченя К.Н., Кисель В.Э., Ясюкевич А.С., Копорулина Е.В., Волкова Е.А., Мальцев В.В., Леонюк Н.И., Кулешов Н.В. Эрбиевый лазер, излучающий в области 1.5 мкм, с высокой выходной мощностью. Приборы и методы измерений. 2021;12(2):91-97. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-91-97

For citation:


Gorbachenya K.N., Kisel V.E., Yasukevich A.S., Koporulina E.V., Volkova E.A., Maltsev V.V., Leonyuk N.I., Kuleshov N.V. High Power Diode-Pumped Erbium Laser Emitting at Near 1.5 μm. Devices and Methods of Measurements. 2021;12(2):91-97. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-91-97

Просмотров: 73


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)