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Nd:YAG激光器研发重大成果 新方法实现Nd:YAG陶瓷条形光波导

2009-04-08 09:22
夜隼008
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        4月8日消息,山东大学物理学院陈峰教授和西班牙马德里自治大学物理材料系D. Jaque教授合作,首次报道了利用选择性氧离子注入的方法实现Nd:YAG陶瓷条形光波导的新进展。该研究成果发表在美国《光学快报》[Optics Letters 34,28-30 (2009)],并被美国材料学会期刊MRS Bulletin,在其“研究/研究者”(Research/Researchers)专栏特别撰文介绍[MRS Bulletin 34,75-76 (2009)]。
 
        相关研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。研究发现在波导区折射率会增高(△n=+0.001),形成折射率增强势阱,而在波导与衬底交界处折射率会降低,(△n =-0.006)形成光位垒。实验中观察到TM00模的近场光强图像与使用光束传播方法模拟的得到的结果吻合。条形波导的传输损耗为1.5dB/cm,这仅为使用碳离子在类似条件下注入Nd:YAG单晶形成条形波导的损耗的三分之一。他们分别测量了注入前后Nd离子的光谱特性。结果表明,4F3/2的亚稳态光谱在注入后有微小变化,寿命仅仅减小了3%;离子注入使得吸收线在936nm附近有略微展宽并向短波移动。他们认为这是由点阵无序程度的微小增加和Nd离子周围晶场微小的变化引起的。总之,Nd离子的发光特性在波导区被很好的保存了下来。因此,氧离子注入Nd:YAG陶瓷形成的条形波导适合做有源集成光学器件,这对进一步实现Nd:YAG陶瓷波导激光的制备有重要意义。
 
        Nd:YAG陶瓷是大功率连续和脉冲固体激光器的新一代增益介质,与Nd:YAG晶体相比,Nd:YAG陶瓷具有制备简单、成本低廉、掺杂浓度高、易于大批量生产等优点,并且其光学物理特性与晶体材料基本相同,是当今激光材料的研究热点之一。光波导是集成光学的基本原件,可以将光的能量约束在截面非常小的区域内。用一定条件的激光对激光材料制备出的波导进行泵浦,就会实现波导激光输出。结合Nd:YAG陶瓷优良的激光特性和光波导技术,可以实现稳定输出的高功率集成激光器,具有重要的应用前景。
 

(编辑:曾聪)

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