ЛАЗЕРЫ НА КРИСТАЛЛАХ Tm:KLu(WO4)2 и Tm:KY(WO4 )2 В МИКРОЧИП-КОНФИГУРАЦИИ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ

Abstract

Diode-pumped solid-state lasers are attractive for a variety of practical applications in many fields of human activity due to their high efficiency, compactness, and long durability. For applications in remote sensing lasers emitting in the spectral range of about 2 microns are required. Materials doped with trivalent thulium ions are promising active media emitting in this spectral range. Potassium rare-earth tungstates are attractive materials among Tm-doped crystals due to their suitable characteristics, such as high values of absorption and stimulated emission cross sections, incignificant concentration quenching of luminescence, well-proven technology of the high quality crystals growth. The purpose of this paper was to compare lasing properties of lasers based on potassium lutetium and potassium yttrium tungstate crystals doped with thulium ions in continuous-wave regime. Experiments were carried out with a diode pumping in microchip cavity configuration. The maximum power of laser radiation at 1947 nm of 1010 mW was obtained with Tm:KY(WO4)2 crystal with the slope efficiency with respect to the absorbed pump power of 51 %. When Tm:KLu(WO4)2 crystal was utilized an output power of 910 mW at 1968 nm wavelength with the slope efficiency of 38 % was obtained. With Tm:KLu(WO4)2 laser a tuning range over 160 nm range was realized with a prism inserted into the laser cavity. Твердотельные лазеры с диодной накачкой находят все более широкое практическое применение во многих областях человеческой деятельности благодаря их высокой эффективности, компактности и длительному сроку службы. Для использования в качестве излучателей при дистанционном зондировании атмосферы требуются лазеры, излучающие в спектральной области около 2 мкм. Перспективными активными средами, излучающими в этой области, являются материалы, активированные трехвалентными ионами тулия. Среди легируемых ионами тулия материалов по своим характеристикам выделяются кристаллы двойных калий-редкоземельных вольфраматов, которые характеризуются большими величинами поперечных сечений поглощения и стимулированного испускания, незначительным концентрационным тушением люминесценции, отработанными технологиями роста образцов высокого качества. Целью настоящей работы являлось сравнение генерационных характеристик лазеров на основе кристаллов калий-лютециевого и калий-иттриевого вольфраматов, активированных ионами тулия, в непрерывном режиме. Эксперименты проводились при диодной накачке активного элемента в конфигурации микрочип-резонатора. Максимальная мощность лазерного излучения на длине волны 1947 нм получена с кристаллом Tm:KY(WO4)2 и составила 1010 мВт при дифференциальной эффективности генерации 51 %. При использовании кристалла Tm:KLu(WO4)2 достигнута выходная мощность лазера 910 мВт на длине волны 1968 нм при дифференциальной эффективности 38 %. При установке внутри резонатора призмы в лазере на кристалле Tm:KY(WO4)2 реализована перестройка длины волны генерации в спектральном диапазоне шириной свыше 160 нм.

    Similar works