In-Band Pumped Continuous-Wave Lasers Based on Ho:KY(WO4)2 Crystal and Ho:KGdYbY(WO4)2 Epitaxial Layer

Abstract

Лазерные источники, излучающие в спектральной области около 2 мкм, востребованы для ряда практических применений, таких как экологический мониторинг окружающей среды, дистанционное зондирование Земли, медицина, обработка материалов, а также используются в качестве источников возбуждающего излучения параметрических генераторов света. Кристаллы двойных калиевых вольфраматов, активированные ионами редкоземельных элементов, показали себя перспективными материалами как для создания классических твердотельных, так и волноводных лазеров. Целью настоящей работы являлось создание перестраиваемого лазера накачки, излучающего в спектральной области 1,9 мкм, на основе активированных ионами тулия кристаллов двойных вольфраматов и исследование генерационных характеристик кристалла Ho:KY(WO₄)₂ и монокристаллического эпитаксиального слоя Ho:KGdYbY(WO₄)₂ при резонансной накачке в полосу поглощения ⁵I₈ → ⁵I₇ . В лазере на основе кристалла Ho(1ат.%):KY(WO₄)₂ получена непрерывная низкопороговая генерация с выходной мощностью 85 мВт при дифференциальной эффективности 54 % на длине волны 2074 нм. Впервые реализована непрерывная генерация в волноводном режиме в монокристаллическом слое калиевого вольфрамата, активированного ионами гольмия, выращенного методом жидкофазной эпитаксии. Максимальная выходная мощность на длине волны 2055 нм составила 16,5 мВт.