Er3+∶YAG晶体紫外激光荧光光谱研究

"紫外激光激发下Er3+∶YAG晶体的荧光谱研究，主要涉及Er3+离子在YAG晶体中的能级结构、荧光发射谱以及Judd-Ofelt理论的应用。该研究使用262nm和276nm紫外激光对Er3+浓度不同的Er3+∶YAG晶体进行共振激发，并通过时间分辨激光诱导荧光光谱技术记录和分析了荧光谱。实验结果与理论计算的辐射跃迁几率比对，显示了一致性。" 本文是自然科学领域的学术论文，主要探讨了Er3+离子在YAG晶体中的荧光特性。Er3+∶YAG晶体是一种常用的掺杂激光材料，而紫外激光激发的研究有助于深入理解其光学性质和潜在应用。在该研究中，作者采用262nm和276nm的紫外激光对两种不同Er3+浓度（10.5%和8.4%）的Er3+∶YAG晶体进行激发，这两种波长的选择是基于它们与Er3+离子特定能级的共振匹配。 实验过程中，研究人员记录了两种情况下Er3+离子的4D5/2和2H9/2能级被激发后的荧光发射谱。通过对这些荧光谱峰的详细标定，他们能够揭示Er3+离子在晶体中的能级跃迁路径。能级跃迁是激光科学中的核心概念，它描述了电子在不同能级间移动并释放或吸收光子的过程。 此外，研究还应用了Judd-Ofelt理论，这是一种用于计算稀有地元素离子在晶体内辐射跃迁概率的理论模型。通过这个理论，可以预测Er3+在晶体中的荧光强度比例。实验观测到的荧光强度比与理论计算的辐射跃迁几率比相符合，这表明实验结果与理论预测高度一致，验证了模型的有效性。 关键词包括Er3+∶YAG晶体、荧光光谱、紫外激发和能级寿命，这些是该研究的核心内容。Er3+∶YAG晶体的荧光光谱研究对于激光技术和光学材料的设计具有重要意义，特别是在紫外光区域的光学性能理解和优化上。能级寿命的测量是理解物质光谱性质和激光操作性能的关键参数，因为它直接影响激光增益和光放大效率。 这项研究为Er3+离子在YAG晶体中的光学性质提供了深入的理解，为未来开发高性能的紫外激光器和其他光电子器件提供了理论基础和实验依据。通过实验与理论的结合，研究人员能够更好地控制和优化掺杂激光晶体的性能，这对于推进激光科技的发展具有重大价值。