近中紅外激光晶體熒光光譜測(cè)試

更新時(shí)間：2020-11-11

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近中紅外熒光光譜測(cè)試

近中紅外具體指哪個(gè)波段？

紅外輻射覆蓋從700nm到1mm的范圍，常見(jiàn)地按照波段進(jìn)行區(qū)分，紅外分為以下幾個(gè)部分：近紅外（0.75-1.4μm）、短波紅外（1.4-3μm）、中紅外（3-8μm）、長(zhǎng)波紅外（8-15μm）、遠(yuǎn)紅外（15-1000μm），所以近中紅外區(qū)我們大致概括為700nm到8μm范圍。

紅外與電磁波譜的關(guān)系

近中紅外熒光材料的典型應(yīng)用——近中紅外激光晶體

Er:YAG和Cr,Er:YAG激光晶體棒的圖片

由于3μm中紅外波段激光在領(lǐng)域、激光理療設(shè)備及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景，稀土離子摻雜的固體激光材料因此得到廣泛關(guān)注及大量研究。

較早被研究的材料有基于808nm、980nm激光器激發(fā)的Er3+的2.7μm發(fā)射（4I11/2-4I13/2躍遷），隨著半導(dǎo)體激光器在短波長(zhǎng)逐漸成熟，衍生出了Ho3+離子摻雜的LiYF4，使用640nm的激光激發(fā)可產(chǎn)生1.2μm（5I6-5I8），2.0μm（5I7-5I8），2.8-3μm（5I5-5I7）均具有較強(qiáng)的熒光，再有硫系玻璃如Ho3+摻雜的Ge-Ga-S-CsI玻璃，在900nm激發(fā)下能夠發(fā)射2.81μm（5I6-5I7）和3.86μm（5I5-5I6）。

近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室在3微米激光晶體研究中取得進(jìn)展，研究團(tuán)采用提拉法生長(zhǎng)Ho：CaGdAlO4和Ho，Pr：CaGdAlO4晶體，分析晶體質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)分凝與偏振光譜性能。Ho3+的5I6→5I7躍遷呈寬帶熒光特性，發(fā)射波長(zhǎng)從2750nm延伸至3000nm，為中紅外超短脈沖的產(chǎn)生提供頻譜保障。

Ho:CaGdAlO4和Ho,Pr:CaGdAlO4晶體在1550nm激發(fā)下的中紅外發(fā)射光譜

Ho:CaGdAlO4和Ho,Pr:CaGdAlO4晶體熒光衰減曲線

以上數(shù)據(jù)截取自文章“Enhanced 2.86 μm emission from a Ho,Pr:CaGdAlO4 crystal”，發(fā)表在Journal of Luminescence雜志上，DOI:10.1016/j.jlumin.2020.117620

中紅外客戶案例與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

華南理工大學(xué)摻鉺微晶玻璃的中紅外熒光光譜

在眾多激光玻璃材料中，由于Er離子摻雜的氟化物玻璃具有較低的聲子能量、優(yōu)異的中紅外透過(guò)特性、較高的激光損傷閾值，因此它是目前實(shí)現(xiàn)2.7μm波段光纖激光器的候選材料并備受關(guān)注，其2.7μm波段發(fā)光源于Er3+離子的4I11/2-4I13/2躍遷。

采用卓立漢光中紅外熒光測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)組成：980nm激光器、Omni-λ5015i影像校正型紅外單色儀、紅外鍍金反射式樣品室、液氮制冷型InSb探測(cè)器（光譜響應(yīng)范圍1-5.5um）。

摻鉺中紅外熒光微晶玻璃