CR:LISAF И CRrLICAF ЛАЗЕРЫ
Двумя из наиболее современных перестраиваемых твердотельных материалов, основанных на ионах Сг3+ в качестве активного элемента, являются Cr3+:LiSrAlF6 (CrrLISAF) и Cr3+:LiCaAlF6 (CrrLICAF) [24, 25]. Оба материала обеспечивают широкий диапазон перестройки частоты генерации и могут накачиваться как импульсной лампой, так и диодным лазером [21, 22].
|
Полосы поглощения и флюоресценции кристалла СпЫБАГ для поляризации |
|
И перпендикулярном к оптической с-оси кристалла (согласно |
|
В направлении, |
|
Параллельном |
|
Работе [24]) |
|
Рис. 9.11 |
|
|
 |
|
|
|
|
|
В обоих кристаллах, Сг:ЫвАГ и СпЫСАЕ, ионы Сг3+ замещают некоторые ионы А13+ в кристаллической решетке. При этом примесный ион занимает место в центре (деформированной) октаэдрической ячейки, шесть вершин которой заняты ионами фтора. Таким образом, в первом порядке приближения общая картина энергетических уровней в представлении конфигурационных координат, как это было показано для александрита, остается такой же и в этом случае (см. рис. 9.8). Соответствующие спектры поглощения и люминесценции кристалла СггЫБАГ для соответствующих компонент электрического поля (параллельной и перпендикулярной оси «с» кристалла) показаны на рис. 9.11, при этом следует напомнить, что кристаллы СпЫвАЕ и СггЫСАЕ являются одноосными кристаллами. Также отметим, что две основные полосы поглощения, центры которых расположены на длинах волн 650 нм и 440 нм, соответствуют переходам 4А2 -» 4Т2 и 4А2 —» 4Тг. Также необходимо заметить, что резкий характер линий, связанных с полосой 4Т2, обусловлен поглощением в состояниях 2Е и 2ТХ (последнее состояние на рис. 9.8 не показано). Таким образом, состояние 2Е теперь расположено внутри полосы поглощения 4А2 -» 4Т2, и это означает, что низший колебательный уровень 4Т2 должен располагаться существенно ниже состояния 2Е. Благодаря быстрой релаксации между этими двумя состояниями, уровень 4Т2 оказывается наиболее заселенным, и, таким образом, состояние 2Е не накапливает энергию, как это происходит, например, в александрите. Это также доказывается тем фактом, что время жизни состояния 4Т2 (как показали измерения) практически не зависит от температуры. Другие важные оптические и спектроскопические характеристики этих двух материалов приводятся в табл. 9.5. Необходимо отметить, что среди перестраиваемых твердотельных лазерных материалов, которые представлены в таблице, кристалл СпЫвАГ имеет наибольшее значение произведения стх. Таким образом, благодаря большим значениям как сечения, так и произведения ах, а также благодаря
более широкому диапазону перестройки кристалл СпЫвАГ оказывается предпочтительнее, чем СпЫСАЕ.
Кристаллы СггЫБАГ находят применение в лазерных системах, использующих как ламповую, так и диодную накачку, при этом обеспечивается перестройка длины волны в диапазоне около 850 нм. Большая ширина линии усиления делает данный материал весьма привлекательным для генерации фемтосекундных импульсов. Для этих задач разработан СпЫвАР лазер с продольной накачкой полупроводниковым Оа1пР/АЮа1пР лазером на квантовых ямах длина волны накачки составляет ~670 нм (схема
Лазера приведена на рис. 8.31). Синхронизация мод в таком лазере осуществляется с помощью ячейки Керра. Помимо этого, были разработаны большие Сг:ЫБАЕ — усилительные системы с ламповой накачкой, используемые для усиления фемтосекундных импульсов излучения титан-сапфирового или СпЫвАЕ лазера, работающих в режиме синхронизации мод. В качестве других устройств, основанных на применении СггЫвАЕ лазеров, можно отметить перестраиваемые лазерные системы, используемые для мониторинга загрязнений окружающей среды, а также для решения различных задач в спектроскопии.
