太阳光泵浦固体金宝搏188软件怎么用
阈值的理论分析

张军斌; 黄志云

doi:10.3788/CO.20160902.0241

太阳光泵浦固体金宝搏188软件怎么用阈值的理论分析

doi: 10.3788/CO.20160902.0241

张军斌^{1, 2, 3, ,},
黄志云^{1, 2, 3, ,}

1.
福建师范大学光电与信息工程学院金宝搏188软件怎么用与光电子技术研究所, 福建福州 350007;
2.
福建省光子技术重点实验室, 福建福州 350007;
3.
医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建福州 350007

详细信息

通讯作者:
张军斌(1988-)，男，福建三明人，硕士研究生，主要从事金宝搏188软件怎么用物理与金宝搏188软件怎么用技术方面的研究。E-mail: jimbinzhang@gmail.com

黄志云(1977-)，男，福建闽清人，博士，教授，2000年于南京大学获得学士学位，2005年于中国科学院福建物质结构研究所获得博士学位，2005~2006年于法国巴黎综合理工大学(EcolePolytechnique)LULI实验室从事博士后研究，主要从事金宝搏188软件怎么用物理与固体光电子方面的研究。E-mail: zhiyunhuang@fjnu.edu.cn

中图分类号: TN224
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出版历程
- 收稿日期: 2015-11-03
- 修回日期: 2015-12-21
- 刊出日期: 2016-02-25

Theoretical analysis on threshold of solar pumped solid state lasers

ZHANG Jun-bin^{1, 2, 3
, ,},
HUANG Zhi-yun^{1, 2, 3
, ,}

1.
Institute of Laser and Optoelecrtronics Technology, College of Photonics and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China;
2.
Fujian Provincial Key Laboratory for Photonics Technology, Fuzhou 350007, China;
3.
Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, Fuzhou 350007, China

摘要

摘要: 为了选择适合太阳光泵浦的金宝搏188软件怎么用材料,本文从四能级速率方程出发,综合考虑了太阳辐射带状光谱特性和金宝搏188软件怎么用材料对泵浦光吸收能力,建立了太阳光泵浦固体金宝搏188软件怎么用理论模型。利用该模型推导得到了单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下的泵浦阈值表达式,并结合Nd³⁺:YAG、Nd³⁺:glass、Nd³⁺:Cr³⁺:GSGG (Nd³⁺:Cr³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂)、Cr³⁺:BeAl₂O₄和Cr³⁺:Nd³⁺:YAG等金宝搏188软件怎么用材料的光谱参数,计算了这些材料的泵浦阈值光强。结果表明:在单束光侧面泵浦和椭球腔侧面泵浦方式下,Nd³⁺:YAG的泵浦阈值光强分别为448个太阳常数和224个太阳常数,是比较适合用太阳光泵浦的金宝搏188软件怎么用材料。由于椭球腔的特殊结构,采用椭球腔侧面泵浦金宝搏188软件怎么用介质,阈值光强比较低。分析了泵浦阈值光强与材料直径的关系。该模型可用于从现有的金宝搏188软件怎么用材料中筛选出在太阳光泵浦下最易输出金宝搏188软件怎么用的工作物质。
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- 太阳光泵浦 /
- 速率方程 /
- 理论分析 /
- 泵浦阈值光强
Abstract: In order to select suitable solar pumped laser materials, a theoretical model is established based on the four-level rate equation, taking the solar spectrum into account. By this model, the pump intensity thresholds of Nd³⁺:YAG, Nd³⁺:glass, Nd:Cr:GSGG (Nd³⁺:Cr³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂), Cr³⁺:BeAl₂O₄ and Cr³⁺:Nd³⁺:YAG for the different pump schemes are analyzed. The results show that the pump intensity threshold of Nd³⁺:YAG is 448 sun constant when it is side pumped by a single beam and is 224 sun constant when it is side pumped inside a ellipsoidal cavity, respectively, indicating that Nd³⁺:YAG is suitable for solar pumped laser material. Due to the special structure of the ellipsoidal cavity, the pump intensity threshold is relatively low when it is side pumped inside a ellipsoidal cavity. The relationship between the pump intensity threshold and the diameter of the material is also analyzed. The model could be applied to select suitable materials which are easier to achieve laser output from the existing laser materials.
- solid state lasers /
- solar pumped /
- rate equation /
- theoretical analysis /
- pump intensity threshold
注释:

1) 国家自然科学基金资助项目(No.61008062)

1) Supported by National Natural Science Foundation of China(No.61008062)

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图 1 大气层外太阳光谱图

Figure 1. Solar spectrum at upper atmosphere

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图 2 单束光侧面泵浦示意图

Figure 2. Schematic of side-pumped by a single beam

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图 3 椭球腔侧面泵浦示意图

Figure 3. Schematic diagram of side-pumped inside a ellipsoidal cavity

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图 4 不同材料的阈值光强

Figure 4. Pump intensity thresholds for different materials

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图 5 不同直径Nd³⁺∶YAG的阈值光强

Figure 5. Pump intensity thresholds versus different Nd³⁺∶YAG rod diameters

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表 1 几种常用金宝搏188软件怎么用材料的光谱参数

Table 1. Spectral parameters of some laser materials

Active medium	Nd³⁺∶YAG	Cr³⁺∶BeAl₂O₄	Nd³⁺∶glass	Nd³⁺∶Cr³⁺∶GSGG(Nd³⁺∶Cr³⁺∶Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂)	Cr³⁺∶Nd³⁺∶YAG
DopingDensity/cm³	1.38×10²⁰1 at.%^{[ 10]}	2.9×10¹⁹0.1 at.%^{[ 12]}	2.85×10²⁰3 at.%^{[ 18]}	Nd³⁺=2×10²⁰Cr³⁺=1×10^{20 [10]}	Cr³⁺=1.39×10¹⁹0.1 at.%Nd³⁺=1.39×10²⁰1 at.%^{[ 19]}
Absorptionband/nm	515~545565~595735~765795~825855~885^{[ 20]}	360~460500~600^{[ 21]}	515~545565~595735~765795~825855~885^{[ 18]}	400~545565~700735~765795~825855~885^{[ 10]}	Nd³⁺:510~540560~630730~760790~825Cr³⁺:450~490510~540865~890^{[ 19]}
Absorption cross section/cm²	0.56×10^-20(530~550)0.84×10^-20(570~600)1.41×10^-20(750~775)1.69×10^-20(800~820)^{[ 14]}	1.04×10^-19(360~460)1.9×10^-19(500~600)^{[ 21]}	1.33×10^-20	0.393 75×10^-20(400~545)0.355×10^-20(565~700)0.125×10^-20(735~765)0.11×10^-20(795~825)0.078×10^-20(855~885)^{[ 22]}	2.518×10^-19
Fluorescence Lifetime/μs	230^{[ 12]}	260^{[ 12]}	350^{[ 23]}	Nd³⁺：280Cr³⁺：120 ^{[ 24]}	600^{[ 13]}
Emission cross section/cm²	6.5×10^-19@1 064^{[ 13]}	0.7×10^-20@760^{[ 25]}	3×10^-20@1 064^{[ 26]}	3.2×10^-19@1 060^{[ 27]}	2.35×10^-19@1 064^{[ 28]}