研究目的
研究高掺杂Tm:LiYF4晶体中铥离子(Tm3+)从3H4→3H5跃迁产生的约2.3微米激光发射，重点分析能量传递上转换(ETU)和交叉弛豫对激光性能的影响。
研究成果
研究表明，采用掺铥氟化锂钇（Tm3?-doped LiYF?）晶体可实现工作在~2.3微米波段的高效中红外体块与波导振荡器，尤其当抑制竞争性的3F?→3H?激光通道时。该研究揭示了通过能量传递上转换实现超过1的泵浦量子效率的潜力，为高效~2.3微米激光器开辟了道路。
研究不足
该研究受限于现有泵浦功率，难以实现更高功率的扩展。波导激光器的性能受到3H4→3H5和3F4→3H6两个跃迁同时工作的影响，导致泵浦量子效率低于1。
1：实验设计与方法选择
本研究采用速率方程模型分析激光器运行，考虑了基态漂白、交叉弛豫和能量传递上转换(ETU)效应。
2：样品选择与数据来源
使用不同Tm3?掺杂浓度(0.5%、1%、3%、5%和10%原子比)的块状Tm:LiYF?晶体进行光谱研究，其中3.5%原子比Tm:LiYF?晶体用于激光实验。
3：实验设备与材料清单
钛宝石激光器(型号3900S，Spectra Physics)、光纤耦合AlGaAs激光二极管(DILAS)、光谱分析仪(OSA，型号AQ6375B，横河电机)、截止滤光片(FEL 900，Thorlabs)、带通滤光片(FB2250-500，Thorlabs)。
4：实验流程与操作步骤
采用不同输出耦合器的半球形激光腔进行激光实验，通过调节泵浦功率测量激光输出，并通过测量残余泵浦功率确定激光工作条件下的泵浦吸收。
5：数据分析方法
根据实测输出功率计算泵浦量子效率，采用速率方程法对波导激光器性能进行数值模拟。
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