Yb:CaNb2O6晶体的光谱、热及激光特性研究

本文主要探讨了Yb:CaNb2O6晶体在固态激光器领域的特性，特别是其光谱学、热学以及连续波（CW）激光性能。发表于2009年12月的《IEEE Journal of Quantum Electronics》第45卷第12期，作者是 Yan Cheng、Xiaodong Xu、Jun Xu、Chengchun Zhao、Xinbo Yang、Xiaoyan Liang 和 Shengming Zhou。 首先，研究关注的是晶体在室温下的光谱特性。实验结果显示，对于E极化方向，Yb:CaNb2O6晶体的峰值吸收截面高达9.77x10^-20 cm^2，对应的半高全宽(FWHM)仅为28纳米，在975纳米处。这表明该晶体具有优异的光吸收性能，对于激光器的设计至关重要。 其次，激发辐射截面在1062纳米处为1.19x10^-20 cm^2，这是评估激光材料发射效率的关键参数。高激发辐射截面意味着在相同的泵浦能量下，Yb:CaNb2O6能产生更强的激光辐射。 在热学性质方面，文中报告了晶体在室温下的热导率。沿a轴、b轴和c轴方向的热导率分别为5.40 W/(m·K)、5.15 W/(m·K)和6.05 W/(m·K)，这些数据对于理解和优化激光器的散热设计至关重要，以保持器件在长时间运行下的稳定性和效率。 另外，文章还提及了Yb:CaNb2O6晶体的断裂强度，达到315兆帕(MPa)，显示出良好的机械稳定性，这对于激光器结构的承受力有着直接的影响。 比较了Yb:CaNb2O6与典型的Yb掺杂材料，作者发现这种新型晶体在性能上具有竞争力。通过使用二极管泵浦技术，实验者实现了1062纳米处801毫瓦(mW)的CW输出功率，且斜率效率达到了19%，这意味着在功率和效率方面具有实际应用潜力。 最后，关键词包括“激光器”、“材料测试”、“光谱学”和“热因素”，总结了这篇文章的核心研究内容，即Yb:CaNb2O6晶体作为潜在的高性能激光材料所展现出的特性和优势。这项研究为固体激光器的研发提供了重要的基础数据，对激光技术的未来发展具有推动作用。