2 μm掺钬固体激光器研究进展

2018-11-08 03:51吴春婷戴通宇张晚秋
发光学报 2018年11期
关键词:哈尔滨工业大学泵浦高功率

吴春婷, 姜 妍, 戴通宇, 张晚秋

(1. 长春理工大学 吉林省固体激光技术与应用重点实验室, 吉林 长春 130022; 2. 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001; 3. 长春中国光学科技馆, 吉林 长春 130022)

1 引 言

输出中心波长范围位于2 μm波段附近的掺钬固体激光器在气象监测、激光测距、激光雷达、遥感、医疗、工业加工和生命科学领域等方面具有广泛应用[1-4]。尤其是在军事方面,2 μm激光对大气和烟雾的穿透能力强,可以用于激光测距和激光雷达,对于激光测距机相干多普勒测风雷达和水蒸气抛面差分吸收激光雷达系统等可以提供一个理想的光源。在医学方面,人体组织吸收峰值在1.93 μm附近,因此2 μm激光对组织的吸收不是很强烈,从而对组织的穿透深度就比较浅,在手术中利用汽化与切割相结合的方式,可以有利于血液的凝结,进一步减小手术创伤,较传统手术更安全,并发症少,而且2 μm波段激光在手术中不会对医生视觉系统造成影响,从而给医生提供清晰的手术视野,这将有利于提高外科手术精度。在工业加工方面,随着2 μm激光技术的成熟,焊接、切割、打印以及膜层刻蚀等方面的技术都可以得到进一步的提高,从而提升了工业加工的水平。可以为3~5 μm、8~12 μm可调谐光参量振荡器提供有效的泵浦源,有利于产生更优质的可调谐中红外波段激光,可应用于石油开采、大气中温室气体检测、数据通信和激光光谱学研究等[5-6]。经过近十几年的快速发展,随着激光增益介质的不断拓展和2 μm激光技术的逐渐成熟,实现高功率、高重频、窄脉宽和高光束质量的2 μm激光输出是目前研究的重点。

2 μm掺钬固体激光器通常选用1.9 μm掺铥激光器作为其泵浦源,属于准二能级系统[7-11]。在产生激光的过程中,准二能级系统具有泵浦能量损耗小和量子亏损极小等特性,使得2 μm掺Ho固体激光器具有高效率和低热负载的优点,能够减少2 μm掺Ho固体激光器的热效应,从而获得高功率的钬激光输出。

对于掺钬固体激光器的激光工作物质而言,根据不同的成分和性质,常用的基质材料主要可以分为氧化物晶体、氟化物晶体、钒酸盐晶体、硅酸盐晶体和钨酸盐晶体等[12-13],其中以 Ho∶YAG、Ho∶YAP和Ho∶YLF晶体的实际应用较为广泛。随着激光晶体生长技术的成熟,近年来对于Ho∶YAG陶瓷、Ho∶LuAG和钒酸盐晶体的激光器研究逐渐增多。

2 掺钬固体激光器概述

选择1.9 μm激光作为泵浦源来泵浦的2 μm掺钬固体激光器为准二能级系统。Ho离子的能级在其掺杂基质的晶体场作用下,分裂成多重态的Stark能级[14-17]。在Stark能级系统中,它的激光上能级是泵浦终态,激光终态则位于激光离子的基态Stark能级上,因此能够避免激发态向激光上能级弛豫产生的能量损耗。2 μm单掺Ho离子激光器能级跃迁原理如图1所示。

激光介质中吸收了1.9 μm泵浦光的5I8基态Ho离子向5I7态的Stark能级跃迁,此时位于5I7态的Ho离子又向5I8基态的Stark能级跃迁,在这个过程中产生了波长为2 μm的钬激光,掺杂Ho离子在不同激光介质中输出的2 μm波段的波长有一定差异。Ho离子在5I7和5I8能级间的跃迁过程中,因为泵浦终态能级就是激光上能级,所以也就没有了泵浦终态能级和激光上能级之间的弛豫过程,从而也就没有泵浦能量的损耗。另外,对泵浦光的吸收和产生激光的过程都是在5I7和5I8这两个能级间发生的,所以其具有量子效率损耗小的特点。这些特点可以减少2 μm掺Ho固体激光器的热效应,从而获得高效率和高功率的激光输出。

图1 2 μm单掺Ho离子激光器能级跃迁示意图

3 掺钬激光晶体及其激光器发展现状

在基质材料中掺杂一定浓度的激活离子作为固体激光器的激光工作物质。其中,工作物质中掺杂的激活离子是发光中心,激光特性由它的能级结构所决定,而工作物质的物理、化学和机械性能则主要是由基质材料所决定的。掺钬离子工作物质的基质材料主要有氧化物、氟化物、钒酸盐、硅酸盐晶体以及钨酸盐晶体等,其中以YAG、YAP、YLF和YVO4晶体为主要代表。根据晶体的光谱特性以及物理特性可知,Ho∶YAG晶体作为较常见的掺杂基质,其热传导相对于其他晶体较高,为0.13 W/(cm·K),热性能良好。Ho∶YAP晶体相比于其他晶体,其在很多波长处都有较大的有效吸收截面,而且各吸收峰线宽较宽,例如吸收峰在1 977 nm,吸收截面为E∥a:0.85×10-20cm2、E∥b:0.54×10-20cm2和E∥c:0.70×10-20cm2,吸收线宽分别为 14,7,11 nm,位于吸收强度稍弱的位置1 917 nm 附近,3种偏振相应的吸收截面分别达到了0.74×10-20,0.67×10-20,0.69×10-20cm2, 吸收线宽分别为 8,6,8 nm。在 1 911 nm处,3种偏振下吸收截面都为 0.42×10-20cm2,另外,在1 930 nm和1 946 nm处存在着强度略低的吸收峰,因此对泵浦源波长的选择相对较广。Ho∶YLF晶体相比于其他晶体,热膨胀系数高,13.3×10-6/K∥a,8.3×10-6/K∥c,可以有效抑制热透镜效应。对于Ho∶YVO4晶体而言,其自然双折射系数大,在2 μm处折射率为1.939 3⊥c; 2.140 1∥c,因此有利于减小热效应带来的影响。接下来本文主要从以常用的基质材料为工作物质的掺钬固体激光器的发展现状进行介绍。

3.1 掺钬氧化物晶体及其激光器发展现状

氧化物晶体主要包括石榴石晶体和铝酸盐晶体两类[18-22],分别以YAG晶体和YAP晶体为代表。其中YAG晶体是一种复合氧化物,具有石榴石结构,属于立方晶系,该晶体为光学各向同性,可作为优异的激光晶体基质。

2003年,BAE公司的Budni[23]用1.91 μm Tm∶YLF晶体谐振泵浦的调Q运行的 Ho∶YAG激光器,实验装置如图2所示。在60 Hz时,得到了2.09 μm的50.6 mJ单脉冲能量,此时脉冲宽度为14 ns,光束质量M2=1.2。

图2 Ho∶YAG调Q振荡器

2004年,英国的Shen等[24]第一次报道了一台高效率单频环形Ho∶YAG激光器,实验装置如图3所示。采用1.9 μm的Tm光纤激光器作为泵浦源,Ho∶YAG激光晶体棒的掺杂摩尔分数为2%,长度为10 mm。泵浦功率为8.8 W,得到了3.7 W的2.1 μm的Ho∶YAG单频激光输出,光束质量因子M2<1.1。

2011年,复旦大学的Chen等[25]报道了一台高功率和高效率多晶Ho∶YAG陶瓷激光器,实验装置如图4所示。泵浦源是1 907 nm的掺Tm光纤激光器。当Ho∶YAG陶瓷掺杂摩尔分数为1.5%、泵浦功率35 W时,得到21.4 W的2 097 nm连续激光输出,斜率效率为63.6%,光-光转换效率为61.1%。

图3 环形腔Ho∶YAG激光器

图4 Tm光纤激光器泵浦Ho∶YAG陶瓷激光器

2012年,德国LISA机构的 Lamrini 等[26]利用1.9 μm的LD作为泵浦源,泵浦Ho∶YAG晶体,谐振腔采用平平腔,实验装置如图5所示。实现了最大输出功率为55 W的2.122 μm连续运转,斜率效率为62%。

图5 Tm激光器泵浦Ho∶YAG激光器

2012年,哈尔滨工业大学的 Shen等[27]利用1.91 μm的Tm∶YLF激光对双Ho∶YAG晶体进行泵浦,激光器谐振腔内双Ho∶YAG晶体采用串联结构,实验装置如图6所示。实现了最大输出功率为103 W的连续运转,斜率效率为67.8%,激光器输出波长为2.097 μm和2.122 μm。

图6 1.91 μm Tm∶YLF固体激光器泵浦Ho∶YAG激光器

2013年,哈尔滨工业大学Chen等[28]实现了基于Cr2+ZnS饱和吸收体的Ho∶YAG被动调Q固体激光器输出,实验装置如图7所示。中心波长为2.09 μm,最大平均输出功率和脉冲能量分别为16.6 W和2.37 mJ,最小脉冲宽度为36.6 ns,重复频率为10.6 kHz。

图7 Ho∶YAG被动调Q 激光器

对于Ho∶YAG激光器研究[29-36],国外主要以美国BAE公司为主,国内主要以哈尔滨工业大学为主。Ho∶YAG激光器泵浦源主要以1.9 μm的Tm∶YLF激光器和Tm光纤激光器为主,采用1.9 μm LD直接泵浦研究较少[37-39]。在高功率激光运转时,Ho∶YAG晶体的热致双折射效应会发生退偏损耗,从而影响激光的输出功率[40-41]。为了减少高功率泵浦下的热效应,从而进一步提高输出功率和压窄脉宽,近年来对Ho∶YAG陶瓷激光器多有研究。

YAP晶体属于斜方晶系结构,各向异性,负双轴晶体,具有非常优异的自然双折射特性,更有利于获得较高功率的偏振激光输出[42-46]。

2008年,哈尔滨工业大学 Duan等[47]报道了一台室温下连续运转的Tm∶YLF激光泵浦Ho∶YAP连续激光器,实验装置如图8所示。选择19.4 W、1.91 μm的Tm∶YLF激光作为泵浦源,得到了10.2 W、2 118 nm的Ho∶YAP激光输出。 斜率效率为64%,光-光转换效率为52.6%,光束质量为1.4。

图8 1.91 μm Tm∶YLF激光泵浦Ho∶YAP激光器

2014年,哈尔滨工程大学的Wang等[48]研究了一高效率Tm光纤激光器带内双端泵浦Ho∶YAP激光器,实验装置如图9所示。连续运转下,泵浦功率19.8 W,输出11.0 W的2 118 nm激光,斜率效率为62.1%。调Q模式下,重频10 kHz,输出功率10.7 W,最大脉冲能量1.07 mJ,最窄脉宽29 ns,峰值功率36.9 kW。

图9 Tm光纤激光器泵浦a轴Ho∶YAP激光器

2015年,哈尔滨工业大学的Cui等[49]采用Tm∶YAP激光器泵浦加入了Cr2+∶ZnS可饱和吸收体的Ho∶YAP调Q激光器,实验装置如图10所示。当泵浦功率为32.1 W时,获得最大平均输出功率6.1 W、重频7.5 kHz、脉宽93.6 ns的2 118 nm Ho∶YAP激光输出,x、y方向的光束质量因子分别为1.4和1.6,接近衍射极限。这是第一次进行Ho∶YAP被动调Q激光器研究。

图10 L型共振泵浦2.118 μm Ho∶YAP激光器

2016年,哈尔滨工业大学的Duan等[50]利用1.9 μm Tm光纤激光器泵浦Ho∶YAP激光器,实验装置如图11所示。在连续运转下,泵浦功率25.9 W时,得到3.07 W的2 117.8 nm激光输出,光-光转换效率为11.9%。加入声光调Q后,得到2.87 W的2 117.8 nm的脉冲光输出,最短脉宽254.8 ps,重频81.52 MHz,M2=1.6。这是第一次对主动锁模Ho∶YAP激光器进行报道。

图11 Tm光纤激光器泵浦Ho∶YAP连续锁模激光器

YAP晶体被用作激光晶体时,相比于 YAG晶体,其热传导系数高[51-58],可以迅速转移走泵浦过程中产生的能量,而且晶体输出功率也不易饱和。该晶体在1.97~1.98 μm有较大的偏振吸收系数[59-63],在1.9 μm附近有多个吸收截面较大、带宽较宽的吸收峰,比如1 917,1 947,1 975 nm,和掺Tm激光器发射谱相吻合,通常用Tm激光器泵浦Ho∶YAP激光器[64-69]。对于掺Ho离子基质而言,Ho∶YAP晶体发射波长较长,比如1 977,2 056,2 118 nm[53,70-72]。

掺钬氧化物晶体常用的还有LuAG晶体,但对其研究相对较少。2009年,哈尔滨工业大学的Yao等[73]利用输出波长为1.9 μm的Tm∶YLF固体激光器作为泵浦源,端面泵浦Ho∶LuAG调Q激光器。在连续运转下,泵浦功率14.1 W,得到5.4 W的2 100.7 nm连续输出,斜率效率为67%,M2=1.03。在调Q运转下,重频3 kHz时,得到1.5 mJ单脉冲能量,重频5 kHz时,得到平均功率4.5 W激光输出,脉宽为28 ns。 2010年,上海光机所的Tang等[74]实现了1.9 μm的Tm∶YLF激光泵浦Ho∶LuAG调Q激光器。得到了11 W的2.1 μm连续激光输出,斜率效率83%。在调Q运转下,重频2 kHz,单脉冲能量4.1 mJ,脉宽20 ns,重频5 kHz时,峰值功率高达91 kW,光束质量因子为1.02。

3.2 掺钬氟化物晶体及其激光器发展现状

氟化物晶体主要以氟化钇锂晶体(YLF)为代表,常用的主要包括BaYF、LuLF和KYF等[75-77]。其中YLF晶体属于四方晶系结构,光学各向异性,输出线偏振激光。YLF晶体有两个等价的a轴和一个c轴。a轴方向生长的晶体可获得两种偏振的激光,一种π偏振光,另一种σ偏振光。与YAG晶体相比,YLF激光器有高效率、低阈值和良好的热稳定性等优点。

2011年,意大利米兰理工大学的Coluccelli等[78]实现了基于半导体饱和吸收镜的Ho∶YLF 被动锁模固体激光器输出,实验装置如图12所示。输出激光中心波长为2.06 μm,平均输出功率为0.58 W,最小脉冲宽度为1.1 ps,重复频率122 MHz。

图12 Ho∶YLF被动锁模激光器

2013年,挪威DR研究所的Fonnum等[79]使用1.94 μm的掺Tm3+光纤激光器作为泵浦源,实现了基于电光Q开关的2.051 μm的Ho∶YLF主动调Q固体激光器输出,实验装置如图13所示。在重频为1 Hz下,获得最大脉冲能量和最小脉冲宽度分别为550 mJ和14 ns。

图13 掺Tm3+光纤激光器泵浦Ho∶YLF激光器

2016年,清华大学的Ji等[80]使用1.94 μm的光纤耦合LD作为泵浦源,实现了基于声光Q开关的高斜效率Ho∶YLF调Q激光器,实验装置如图14所示。在连续运转下获得了最大1.63 W的输出功率,斜率效率为89.2%。在调Q运转下,重频100 Hz时,获得了最大脉冲能量1.1 mJ的2.06 μm激光输出,最小脉冲宽度为43 ns。

图14 LD泵浦Ho∶YLF主动调Q固体激光器

对于掺钬氟化物晶体激光器研究[81-83],国内国外相对其他基质研究较少,YLF晶体是一种易脆的晶体,拉伸强度和脆裂极限都较低,在高功率泵浦下,因为热效应的存在,容易影响其激光输出特性。

LuLF晶体属于四方晶系,正单轴晶体,白钨矿型结构。其光轴与c轴平行,光谱具有偏振吸收和输出特性,可以直接输出偏振激光,具有负的折射率温度系数可以减轻热透镜效应[84-88]。属于同成分熔化,在晶体生长的过程中不需要添加过多的LiF,所以形成包裹物的概率很低,生长出来的晶体光学质量高,激光性能好[89-91]。

2010年,Kim等[92]首次报道了Ho3+∶LiLuF4晶体的激光输出,他们是利用掺杂摩尔分数0.25%的Ho3+∶LiLuF4晶体,1 937 nm的 Tm光纤激光器作为泵浦源,获得了5.1 W、2 066 nm和5.4 W、2 053 nm激光输出, 斜率效率达到76%。2010年,法国的Schellhorn[93]实现了Tm光纤激光器泵浦Ho∶LLF晶体调Q激光器,腔型结构为折叠腔。在重频为100 Hz时,得到了2 052 nm、24.8 mJ的π偏振激光,脉宽为47 ns。2011年,Schellhorn[94]又实现了2 067.7 nm、20.5 W的高功率Ho3+∶LiLuF4连续激光输出,斜率效率为58.4%。

室温下,单掺Ho3+的LuLF晶体在近红外波段较大吸收峰为1 148 nm和1 934 nm。可以选择1.1 μm的LD和掺Yb离子光纤激光器或者1.9 μm的LD或掺Tm3+激光器进行泵浦。该晶体在2 μm 波段具有比较宽且平滑的吸收光谱和发射光谱,从而泵浦源的选择范围更广,激光器的稳定性也更优异,也有利于可调谐激光和超快激光的产生,因此Ho∶LiLuF4晶体比较适合用于产生2 μm波段的激光,具有很大的研究价值。

3.3 掺钬钒酸盐晶体及其激光器发展现状

钒酸盐晶体主要包括GdVO4和YVO4等晶体[93-97],属于四方晶系,正单光轴晶体,具有锆石结构。这类晶体的光学性能、机械性能、热力学性能以及化学性能都比较优秀。

2011年,哈尔滨工业大学的Yao等[98]使用1.94 μm的Tm∶YAP固体激光器作为泵浦源,在室温下实现了中心波长为2.053 μm的Ho∶YVO4固体激光器的连续运转,最大输出功率为8.58 W,实验装置如图15所示。

2012年,美国AR实验室的Newburgh等[99]使用1.966 μm的光纤激光器作为泵浦源,在液氮制冷(80 K)下实现了Ho∶YVO4固体激光器的连续运转,实验装置如图16所示。输出激光中心波长为 2.068 μm,最大输出功率大于9 W,斜率效率高达92%。

2015年,哈尔滨工业大学Yao等[100]使用中心波长为1.94 μm的掺Tm3+光纤激光器作为泵浦源,使用Cr2+ZnS作为饱和吸收体,在室温下实现了中心波长为2.053 μm的Ho∶YVO4被动调Q固体激光器输出,实验装置如图17所示。获得最大平均输出功率和最大脉冲能量分别为8.1 W和70.3 μJ,最小脉冲宽度为161.6 ns,相应的重复频率为114.6 kHz。

图15 Tm∶YAP激光器泵浦Ho∶YVO4激光器

图16 Ho∶YVO4连续固体激光器

随着钒酸盐晶体生长技术逐渐成熟,近年来对Ho∶YVO4激光器进行了研究,主要以国内哈尔滨工业大学研究居多,但最大输出功率限制在10 W,如何在常温下实现更高功率的激光输出是未来的研究重点。

图17 Tm光纤激光器Ho∶YVO4被动调Q固体激光器

2014年,哈尔滨工业大学的Yao团队[101]实现了基于声光Q开关的Ho∶GdVO4主动调Q固体激光器输出,实验装置如图18所示。在重复频率为5 kHz下,获得的最大脉冲能量和最小脉冲宽度分别为0.9 mJ和4.7 ns,输出激光中心波长为2.048 μm。

图18 Ho∶GdVO4主动调Q激光器

2015年,哈尔滨工业大学的 Yao团队[102]采用1.942 μm的掺Tm3+光纤激光器作为泵浦源,在室温下实现了Ho∶GdVO4固体激光器的连续运转,实验装置如图19所示。输出中心波长为2.048 μm,最大输出功率为 11.2 W,斜率效率为40.1%。

图19 Ho∶GdVO4连续激光器

2016年,哈尔滨工业大学Yao团队[103]实现了基于 Cr2+ZnS饱和吸收体的Ho∶GdVO4被动调Q固体激光器脉冲输出,实验装置如图20所示。获得最大平均输出功率为8.4 W的2.049 μm 激光输出,最小脉冲宽度为 43.2 ns,相应的重复频率为126.7 kHz。

图20 Ho∶GdVO4被动调Q固体激光器

对于Ho∶GdVO4激光器研究主要是在近几年,以国内哈尔滨工业大学的研究为主。GdVO4晶体本身吸收截面大,吸收谱带宽,使得激光阈值较低;虽然荧光寿命比氟化物短,但受激发射截面要比氟化物大得多,荧光寿命与发射截面的乘积和氟化物基本相当,利于能量储存,而且易于实现高重频窄脉宽的激光输出。其次,热机械性能、热导率、化学稳定性与YAG晶体相当,有较高的激光损伤阈值,由于晶体的天然双折射效应要比热致双折射效应大,使得输出激光为线偏振光,而且可以消除高功率激光运行时的退偏振损耗。利用1.9 μm Tm光纤作为泵浦源,输出功率可达到10 W以上。

GdVO4晶体在生长技术方面,比氟化物晶体更加成熟,短的生长周期更有利于得到高质量的光学晶体[104-105],从而更容易获得高质量的激光输出,因此具有可观的研究前景。

3.4 掺钬硅酸盐晶体及其激光器发展现状

硅酸盐晶体主要包括Y2SiO5(YSO)、Sc2SiO5(SSO)、CaAl2SiO7(CAS)和 SrY4(SiO4)3O(SYS)等。硅酸盐晶体本身具有较低的对称性,因此晶体的声子能量较大,由于基质晶体场的作用使得掺入激活离子的能级劈裂大,下能级玻尔兹曼占有因子较小,易于实现粒子数反转,同时可使吸收谱和发射谱实现均匀展宽,吸收和发射截面较大。但是硅酸盐晶体的热力学参数较差,而且激活离子荧光寿命短[106-107],这些缺点影响了激光输出性能,因此很少应用于高功率激光器研究。

3.5 掺钬钨酸盐晶体及其激光器发展现状

钨酸盐晶体属于单斜晶系的一种双光轴晶体,以KY(WO4)2(KYW)为代表,常用的有 KGd-(WO4)2(KGdW)、KLu(WO4)2(KLuW)等[108-110]。钨酸盐晶体中激活离子的分凝系数较大,较易实现高浓度掺杂,由于离子间距大也使得猝灭浓度低,吸收和发射截面较大。此外,晶体生长工艺成熟,可得到高质量的光学晶体。2010年,西班牙的Mateos等[111]利用KLu(WO4)激光泵浦Ho∶KLu(WO4)2连续激光器,这是第一次对Ho∶KLu-(WO4)2晶体进行研究,实现了最大输出功率为648 mW的Ho激光输出,激光中心波长为2 078 nm,斜率效率为55%。

然而晶体本身有严重的热透镜效应,限制了钨酸盐激光器在输出功率方面的提升,因此对于钨酸盐晶体激光器研究也较少。

4 总结与展望

单掺Ho固体激光器是目前获得2 μm激光输出的有效途径,它具有量子损耗小、受激发射截面大、且上能级寿命长的优点,这使得掺钬固体激光器在运行时激光介质热积累较小,更容易实现较高功率和高脉冲能量的2 μm激光输出,而且其上转换损耗和再吸收损耗均较低,使得掺Ho3+固体激光器无论在常温还是低温的工作条件下,激光器输出性能均较为出色,不过在实际应用中低温下使用液氮等制冷设备并不是很便捷。

单掺Ho固体激光器的泵浦方式通常以1.9 μm铥激光器端面泵浦为主,相对于其他泵浦方式,具有高功率、高光束质量、高效率及高稳定性等优点。掺铥固体激光器晶体基质主要有Tm∶YLF、Tm∶YAG、Tm∶YAP等,它们的激光发射波长均处于Ho晶体相对较强的吸收光谱范围内,因而得到了一系列的研究。

对于单掺Ho离子的激光物质而言,可以选择的常用基质材料主要有氧化物晶体、氟化物晶体、钒酸盐晶体、硅酸盐晶体和钨酸盐晶体等。在常温下,由于这些基质材料在晶体的结构、成分以及晶体场作用等方面存在着差异,而且对Ho离子的多重态劈裂产生不同影响,使得以这些材料为基质的掺Ho激光介质在激光性能上表现出明显的不同。通常选择YAG、YAP、YVO4和YLF晶体作为基质,进行常温下高功率、高效率、高光束质量掺Ho固体激光器的研究。

表1列出了以常用的掺钬工作物质进行的调Q激光器研究情况。目前在国内外对2 μm掺钬固体激光器的研究中,脉冲Ho激光器的调Q方式绝大多数为声光调Q,对于电光调Q和被动调Q的钬激光器研究还相对较少,而且声光Q钬激光器的峰值功率、脉宽还不是很理想,有待进一步的研究分析。

表1 2 μm调Q激光器

根据对激光输出特性的不同需求,可以选择不同的掺杂基质。随着激光增益介质的不断拓展,1.9 μm泵浦源激光技术的逐步成熟以及国防、军事和民用等领域对2 μm激光器的需求,研究高效紧凑、高重频窄脉宽的2 μm掺钬固体激光器具有重要意义。

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