JIEPU TREND的Cr4+:YAG激光晶体

Ho：Cr：TM：YAG是一种高效率的激光材料，其激光波长为2.1µm。它在医学、军事、气象等领域有着广泛的应用。

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为LD泵浦的1540nm人眼安全辐射源，在此波长范围内Er3+发生4I13/2→4I15/2跃迁，发射出人眼安全的1540nm激光辐射，可直接用于激光测距和通信领域。然而，Er3+吸收本身太弱而不允许直接泵浦，因此需要能量转移。较有效的是Yb3+离子从2F7/2→2F5/2跃迁吸收，随后能量转移到Er3+的4I11/2能级，并快速无辐射跃迁到Er3+的4I13/2能级，发射出预期的荧光。

Er YAG激光晶体——掺入50%铒的YAG，可激发2940nm激光，用于医疗和牙科掺铒的钇铝石榴石（Er：Y3Al5O12或Er：YAG）将各种输出波长与YAG的优良热和光学性质结合起来。它是一种优良的激光晶体，其激光波长为2.94μm。该波长是所有现有波长中较容易被水和羟基磷灰石吸收的波长，并且被认为是高度表面切割激光。它是用于医学应用的公知材料。掺杂浓度为50%的Er：YAG的发射波长为2940nm，处于水吸收峰的位置，可被水分子强烈吸收。因此，它被广泛应用于整形外科和牙科领域。目前，我们参与的项目有激光采血仪，该仪器采用Er：YAG棒双面镀膜、氙灯端面泵浦的结构，Er-YAG激光波长是改善各种皮肤状况和老化特征的极佳选择，包括色素沉着、光化性光损伤、日光性弹性组织变性、痤疮和创伤性瘢痕、细纹和轻中度皱纹、皮肤粗糙和皮肤松弛。

掺杂三价镱（Yb3+）的晶体在紧凑、高效的二极管泵浦激光系统中显示出巨大的应用潜力。[1-4]Yb3+离子只有两个流形，基态2F7/2和激发态2F5/2，它们相隔约10，000cm-1。因此，Yb3+掺杂材料具有有利于高能量1µm激光系统的光谱和激光特性。特别地，Yb3+掺杂材料不应遭受浓度猝灭、上转换或激发态吸收。Yb3+离子还具有很长的能量存储寿命（通常是相同基质中Nd3+的三到四倍）和非常小的量子亏损，这减少了激光过程中的热量产生。在基质材料YAG的特定情况下，Yb3+的存储寿命为950µs，量子亏损仅为8.6%。Yb3+：YAG还具有940nm的宽泵浦线，其比Nd3+：YAG中的808nm泵浦线宽10倍，使得系统对泵浦二极管波长的热漂移不太敏感。这些材料特性与940nm长寿命InGaAs泵浦二极管的发展相结合，使该材料成为二极管泵浦高能激光器的优秀候选材料。据报道，基于SM的升级Yb3+：YAG激光器系统的CW输出功率超过430 W，[1]准CW输出功率为600 W，[4]光光效率为60%。[2]据报道，此类系统可在千瓦级的输出功率下进行缩放。掺杂Yb3+的YAG晶体可以从1%-100%的各种掺杂剂浓度获得（例如镱铝石榴石-YbAg）。

TM掺杂晶体具有几个吸引人的特征，这些特征使它们成为发射波长约为2微米的固态激光源的选择材料。在3H4和3F4能级之间存在自猝灭机制，对于一个被吸收的泵浦光子，在上激光能级产生两个激发光子。这使得激光器潜在地非常有效，具有高的量子效率。钇铝氧化物YAlO3（YAP）是一种有吸引力的激光基质，这是由于其自然双折射与类似于YAG的良好热和机械性能相结合。TM在YAP中的发射截面是在YAG中的两倍，并且在793nm处的吸收峰适合于InGaAs二极管泵浦。与TM：YAG相比，TM：YAP的4nm宽吸收峰更宽，从而对泵浦二极管波长变化具有更好的耐受性。TM：YAP可以从1870nm调到2030nm，较大值为1985nm。