Forschungsfortschritt von Laserkristallen im mittleren Infrarot - Teil 02

1. Forschungsstand und zukünftiger Entwicklungstrend von Laserkristallen im mittleren Infrarot (2–5 μm ).

Gemäß der Reihenfolge der Laserwellenlänge von kurz bis lang sind die Hauptmaterialien   , die eine Laserleistung erreicht haben (einschließlich einiger optischer Fasern und transparenter Keramik zum Vergleich), in Tabelle 1 aufgeführt. Darunter die höchste kontinuierliche Laserausgangsleistung von Laserkristallen, die verschiedenen Wellenbändern entsprechen, ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Laserausgangsleistung von aktivierten Ionen zeigt einen offensichtlichen Abschwächungstrend, wenn sich die Wellenlänge in Richtung des mittleren Infrarots ausdehnt. Dies liegt hauptsächlich daran, dass: je länger die Wellenlänge, desto schmaler die Bandlücke zwischen den oberen und unteren Energieniveaus des Lasers und desto stärker der strahlungslose Übergangsverlust. Die strahlungslose Übergangsrate von Lasermaterialien kann nach Formel (2) berechnet werden:

In der Formel W _NR  stellt die strahlungslose Übergangsrate dar, β _el  und α   stellt die Konstante in der Matrix dar, wo sich die Dotierungsionen befinden, Δ E   die Bandlücke zwischen dem oberen Energieniveau und dem unteren Energieniveau ist und ħω   stellt die Matrix-Phononenenergie dar. WNR   _{_}hängt hauptsächlich von Δ E   ab und ħω .