高效Tm:LiYF4激光器在~2.3 μm波段：能量传递上转换效应

摘要： 详细研究了铥离子（Tm3?）的3H?→3H?跃迁，该跃迁可产生约2.3微米的激光发射。我们通过考虑基态漂白、交叉弛豫和能量传递上转换（ETU）的速率方程模型，修正了高效激光运行的条件。研究表明，对于高掺杂晶体基的~2.3微米铥激光器，ETU对实现超过1的泵浦量子效率（QE）具有关键作用。一台钛宝石泵浦的准连续波3.5 at.% Tm:LiYF?激光器在2306纳米波长输出0.73瓦功率，创下了双程泵浦下相对于吸收泵浦功率的47.3%斜率效率纪录（QE达1.27）。该晶体的二极管泵浦实现了>2瓦的峰值输出功率。我们还报道了首个基于6.2 at.%更高掺杂Tm:LiYF?外延层的2.3微米铥波导激光器，输出0.23瓦功率且斜率效率为19.8%。同时修正了与~2.3微米激光运行相关的Tm:LiYF?光谱特性。