2.79μm电光调Q Cr, Er:YSGG激光器

摘要

采用Cr, Er∶YSGG晶体作为激光增益介质,脉冲氙灯进行泵浦结合电光调Q技术,研制了2.79μm波段固体激光器。Cr, Er∶YSGG晶体中Cr^(3+)掺杂浓度为2 at.%,Er^(3+)离子掺杂浓度为30 at.%。电光晶体选用La_(3)Ga_(5)SIO_(14)(LGS)晶体作为退压调Q工作物质。分析讨论了Cr, Er∶YSGG晶体能级结构以及两种不同Cr^(3+)掺杂浓度对晶体激光性能的影响,谐振腔中输出镜透过率分别为T=70%、T=83%以及T=91%时单脉冲能量及斜效率的变化,并且利用软件模拟分析了晶体内的温度分布以及热透镜焦距随泵浦功率变化情况。结果表明,选用Cr^(3)掺杂浓度为2 at.%的Cr, Er∶YSGG晶体作为工作物质以及透过率为91%的蓝宝石作输出镜时能获得更高的输出能量及更好的光斑模式。当脉冲氙灯注入总能量为259 J,调Q延时设置为180μs,重复频率为5 Hz时,实现了最大单脉冲能量119 mJ的2.79μm激光的稳定输出,在此能量条件下测得脉冲宽度为68.65 ns,平均功率为0.595 W,斜率效率为0.11%。