Đặc trưng quang học của môi trường khuếch đại laser rắn có thể điều chỉnh

Springer Science and Business Media LLC - Tập 22 - Trang S167-S198 - 1990
B. Henderson1, M. Yamaga2, K. P. Donnell1
1Department of Physics and Applied Physics, University of Strathclyde, Glasgow, UK
2Department of Physics, Faculty of General Education, Gifu University, Gifu, Japan

Tóm tắt

Các ion kim loại chuyển tiếp là những trung tâm quang học hứa hẹn hoạt động laser có thể điều chỉnh ở nhiệt độ phòng trong phần lớn vùng ánh sáng khả kiến và gần hồng ngoại. Bài tổng quan này trình bày các đặc điểm cần thiết được sử dụng trong việc đánh giá quang học các chất rắn có khả năng hoạt động laser và một số lý thuyết cần thiết để hiểu kết quả thực nghiệm. Bài báo cũng giới thiệu một khảo sát về các đặc điểm chính của chu kỳ hấp thụ-phát xạ quang học, hồ sơ suy giảm phát sáng, hình dạng băng quang học và hấp thụ trạng thái kích thích đối với các ion Ti3+, Cr3+ và Co2+ trong môi trường gần như là hình bát diện. Cuối cùng, các đặc tính của vật liệu (ví dụ như, suy giảm phát xạ so với suy giảm không phát xạ, hấp thụ trạng thái kích thích và sự rối loạn) mà hạn chế hiệu suất laser sẽ được thảo luận.

Từ khóa

#ion kim loại chuyển tiếp #quang học #laser #môi trường khuếch đại #Ti3+ #Cr3+ #Co2+

Tài liệu tham khảo

T. H. MAIMAN,Nature 187 (1960) 493. A. L. SCHAWLOW and G. E. DEVLIN,Phys. Rev. Lett. 6 (1961) 96. L. F. JOHNSON, R. E. DIETZ and H. J. GUGGENHEIM, ibid.11 (1963) 318. Idem, Appl. Phys. Lett. 5 (1964) 2. L. F. JOHNSON, H. J. GUGGENHEIM and R. A. THOMAS,Phys. Rev. 151 (1966) 179. B. FRITZ and U. MENKE,Solid St. Commun. 3 (1965) 61. B. HENDERSON and G. F. IMBUSCH, ‘Optical Properties of Inorganic Solids’ (Oxford University Press, London, 1989). S. T. LAI, B. H. T. CHAI, M. LONG, M. D. SHINN, J. A. CAIRD, J. E. MARION and P. R. STAVER, in ‘Tunable Solid State Lasers II, edited by A. B. Bugdor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer Series in Optical Sciences)52 (1986) 145. R. H. BARTRAM and A. M. STONEHAM,Solid St. Commun. 17 (1975) 1593. C. J. BALLHAUSEN, Introduction of Ligand Field Theory' (McGraw-Hill, New York, 1962). S. SUGANO, Y. TANABE and H. HAMIMURA, ‘Multiplets of Transition Metal Ions in Crystals’ (Academic Press, New York, 1974). B. F. GACHTER and J. A. KONINGSTEIN,J. Chem. Phys. 60 (1974) 2003. R. MACFARLANE, J. Y. WONG and M. D. STURGE,Phys. Rev. 166 (1968) 250. J. C. WALLING,Laser Focus 18 (1982) 45. G. HUBER and K. PETERMAN, 1985 in ‘Tunable Solid State Lasers I’, edited by P. Hammerling, A. B. Bugdor and A. Pinto (Springer-Verlag, Berlin, 1985) p. 11. and references therein. E. V. ZHARIKOV, V. V. OSIKO, A. M. PROKHOROV and I. A. SCHERBAKOV,Bull. Acad. Sci. USSR 48 (1984) 1330. M. YAMAGA, A. MARSHALL, K. P. O'DONNELL, B. HENDERSON and Y. MIYAZAKI,J. Luminescence 39 (1988) 335. B. HENDERSON, K. P. O'DONNELL, M. YAMAGA, A. MARSHALL and B. COCKAYNE,Solid State Phys. 21 (1988) 6187. B. STRUVE and G. HUBER,Appl. Phys. B30 (1983) 117. A. MARSHALL, M. YAMAGA, K. P. O'DONNELL and B. HENDERSON,Appl. Phys. A in press. S. M. HEALY, C. J. DONNELLY, T. J. GLYNN, G. F. IMBUSCH and G. P. MORGAN,J. Luminescence 44 (1989) 65. A. MONTEIL, G. GARAPON and G. BOULON,Proc. Electrochem. Soc. 88 (24) (1988) 72. M. YAMAGA, B. HENDERSON and K. P. O'DONNELL,J. Phys. Condensed Matter. Phys. 1 (1989) 9175. M. YAMAGA, B. HENDERSON, K. P. O'DONNELL, C. T. COWAN and A. MARSHALL,Appl Phys. B in press. C. J. DONNELLY, S. M. HEALY, T. J. GLYNN, G. F. IMBUSCH and G. P. MORGAN,J. Luminescence 46 (1990) 1. S. A. PAYNE, L. L. CHASE and G. D. WILKE,J. Luminescence 44 (1989) 167. J. A. CAIRD, S. A. PAYNE, P. R. STAVER, A. J. RAMPONE, L. L. CHASE and W. F. KRUPKE,IEEE J. Quantum Electron. QE-24 (1988) 1077. W. KOLBE, K. PETERMANN and G. HUBER, ibid.QE-21 (1985) 1596. P. GIRES and J. MAYER,J. de Phys. (Paris) 22 (1962) 832. T. KUSHIDA,IEEE J. Quantum Electron. QE-2 (1966) 524. W. M. FAIRBAIRN, G. K. KLAUMINZER and A. L. SCHAWLOW,Phys. Rev. B11 (1976) 60. M. L. SHAND and J. C. WALLING,IEEE J. Quantum Electron. QE-18 (1982) 1152. (See alsoJ. Appl. Phys. 52 (1981) 953. L. J. ANDREWS, S. M. HITELMAN, M. KOKTA and D. GABBE,J. Chem. Phys. 84 (1986) 5229. (See also L. J. ANDREWS, in ‘Tunable Solid State Lasers II’ edited by A. B. Budgor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer-Verlag, Berlin, 1986) p. 44.) R. G. PAPPALARDO, D. L. WOOD and R. C. LINARES,J. Chem. Phys. 35 (1961) 1460, 2041. V. PETRICEVIC, S. K. GAYEN and R. R. ALFANO,Appl. Opt. 28 (1989) 1610. (See alsoOpt. Lett. 14 (1989) 612.) S. M. JACOBSEN, W. E. SMITH, C. REBER and H. U. GUDEL,J. Chem. Phys. 84 (1986) 5205. P. F. MOULTON,J. Opt. Soc. Am. B3 (1986) 125. (See alsoCLEO Techn. Dig. WA2 (1984) 77.) M. R. KOKTA, in ‘Tunable Solid State Lasers II’, edited by A. B. Budgor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer-Verlag, Berlin, 1986) p. 89. R. E. FAHEY, A. J. STRAUSS, A. SANCHEZ and R. L. AGGARWAL,ibid., ‘ p. 82. W. R. RAPOPORT and C. P. KHATTAK,ibid., ‘ p. 212. P. ALBERS, E. STARK and G. HUBER,J. Opt. Soc. Am. B3 (1986) 134. J. KVAPIL, M. KOSELJA, J. KUAPIL, B. PARNER, V. SKODA, J. KUBELKA, M. TURNOV, K. HAMAL and V. KUBECCK,Czech. J. Phys. B38 (1988) 237. T. WEGNER, G. HUBER and K. PETERMANN, in ‘Tunable Solid State Lasers, Technical Digest’ (Optical Society of America, Washington, DC, 1989) p. 64. R. M. MACFARLANE and W. LENTH, in ‘Tunable Solid State Lasers II’, edited by A. B. Budgor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer-Verlag, Berlin, 1986) p. 14. J. C. WALLING, H. P. JENSSEN, R. C. MORRIS, E. W. O'DELL and O. G. PETERSON,Opt. Lett. 4 (1979) 182. For an excellent review, see J. A. CAIRD, in ‘Tunable Solid State Lasers II’, edited by A. B. Budgor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer-Verlag, Berlin, 1986) p. 20. M. L. SHAND and H. P. JENSEN,IEEE J. Quantum Electron. QE-19 (1983) 490. J. DRUBE, G. HUBER and D. MATEIKA, in ‘Tunable Solid State Lasers II’, edited by A. B. Budgor, L. Esterowitz and L. G. De Shazer (Springer-Verlag, Berlin, 1986) p. 118. V. J. FRATELLO, C. D. BRANDLE and A. J. VALENTINO,J. Cryst. Growth 80 (1987) 26. P. F. MOULTON, ibid.QE-21 (1985) 1582. P. F. MOULTON and A. MOORADIAN,Appl. Phys. Lett. 35 (1979) 127. D. WELFORD and P. M. MOULTON,Opt. Lett. 13 (1988) 975. P. F. MOULTON, in ‘Laser Handbook’, (edited by M. Bass and M. Stitch (Elsevier, Amsterdam, 1985) p. 203. M. D. STURGE,Phys. Rev. B8 (1973) 6. M. H. L. PRYCE, in ‘Phonons’, edited by R. W. H. Stevenson (Oliver & Boyd, Edinburgh and London, 1965) 403.