In recente jaren, ~ 3 μm mid-infrarood lasers hebben veel aandacht getrokken vanwege brede toepassingen in biomedische behandelingen, moleculaire vingerafdrukidentificatie en optische parametrische oscillatie (OPO) pompbron.

Over het algemeen, twee methoden zijn effectief voor de realisatie van mid-infrarood laser. Een methode is een niet-lineaire benadering gecombineerd met OPO-techniek, wat structuurgecompliceerd en instabiel is. De andere hangt af van het direct pompen van het midden-infrarode laserkristal, wat meer bevorderlijk is voor de ontwikkeling van de miniaturisering en bruikbaarheid.

Onlangs, een onderzoeksteam van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academie van Wetenschappen, is erin geslaagd een nieuw soort laserkristal met lage fononenergie te ontwikkelen:Nd, Eh:LaF ₃ .De kristalgroei, structuur, spectrum, en het zelfbeëindigingseffect werden onderzocht. Hun prestatie werd gepubliceerd in Dagboek van legeringen en verbindingen .

In hun experiment hebben Voor de eerste keer, de Nd, Eh:LaF ₃ kristal werd met succes gekweekt volgens de Bridgman-methode. De Er:LaF ₃ kristal werd ook gekweekt ter vergelijking. Het bleef hexagonale kristalstructuur vrij van een tweede fase. De segregatiecoëfficiënten van Nd ³⁺ en Ero ³⁺ waren respectievelijk 0,96 en 0,76, wat aangeeft dat het gemakkelijk was om Nd . te dopen ³⁺ en Ero ³⁺ ionen in LaF ₃ gastheer.

Verder, de intense 2,7 m emissie in Nd, Eh:LaF ₃ kristal werd verkregen onder de 808 nm LD-excitatie. Met behulp van Judd-Ofelt-theorie en absorptiespectra, de fluorescentievertakkingsverhouding, emissiedoorsnede en gemeten fluorescentielevensduur bij 2,7 m werden berekend op 28,5%, 1,3×10 ^-20 cm ² en 5,48 ms, respectievelijk.

Dual-functie van Nd ³⁺ ionen werden geanalyseerd door de mid-infrarode fluorescentiespectra te vergelijken met de levensduur van de bovenste en de onderste energieniveaus in enkelvoudig gedoteerde en dubbel gedoteerde kristallen.

Ze ontdekten dat de Nd ³⁺ ionen sensibiliseerden niet alleen de Er ³⁺ ionen, maar ook uitgeschakeld de Er ³⁺ :4I _13/2 energieniveau effectief door de levensduur van het lagere energieniveau te verlagen van 22,60 ms naar 4,37 ms met een deactiveringsefficiëntie van 80,7% in Nd, Eh:LaF ₃ kristal.

Het is vermeldenswaard dat er geen zelfbeëindigingseffect bestaat in de Nd, Eh:LaF ₃ kristal. Alle resultaten laten zien dat Nd, Eh:LaF ₃ kristal is een veelbelovende kandidaat voor 2,7 m lasers gepompt door een commerciële 808 nm LD.