Continuous-wave Laser on Er,Yb-Codoped Pentaborate Crystal

Abstract

Впервые сообщается о непрерывном лазере на кристалле Er,Yb:YMgB₅O₁₀ с диодной накачкой. Изучены условия синтеза кристаллов, спектры поглощения и люминесценции, кинетики затухания люминесценции. Определена эффективность переноса энергии от ионов иттербия к ионам эрбия. Определены выходные характеристики (выходная мощность, дифференциальный КПД, длина волны генерации) лазера на основе кристалла Er³⁺,Yb³⁺:YMgB₅O₁₀. В спектрах поглощения в области 1 мкм наблюдаются две интенсивные полосы поглощения с пиками на длинах волн 937 нм и 976 нм. Максимальное поперечное сечение поглощения достигает 1.5·10^–20 cм² на длине волны 976 нм для поляризации E//N_g. В спектре поглощения в спектральной области 1425–1575 нм наблюдается набор узких полос поглощения. Измеренное время жизни верхнего уровня ⁴I_13/2 ионов Er³⁺ составило 390 ± 20 мкс. Эффективность переноса энергии от ионов иттербия к ионам эрбия для кристалла Er(2 ат.%),Yb(11 ат.%):YMgB₅O₁₀ достигала 84 %. Максимальная выходная мощность лазерной генерации на длине волны 1570 нм составила 0,2 Вт при дифференциальном КПД 8 %. Благодаря высокой теплопроводности (≈ 6.2 Вт·м^–1·K^–1) кристалла Er,Yb:YMgB₅O₁₀ , он может быть с успехом использован в качестве активной среды для лазеров дальномерных систем и ЛИДАРов.