Em 1960, A primeira demonstração do laser de rubi por Maiman deu início à era do laser. Os lasers de estado sólido ainda constituem um dos ramos de desenvolvimento mais rápido da ciência do laser e melhoraram surpreendentemente durante as últimas seis décadas, enquanto a mídia de ganho com boas características é essencial para a realização de um laser de estado sólido altamente eficiente.

Agora é amplamente reconhecido que Yb ³⁺ Os cristais dopados têm um potencial significativo no desenvolvimento de lasers de alta potência e ultra-rápidos com bombeamento direto de diodo. Entre eles, o Yb ³⁺ -dopado CaGdAlO ₄ cristal (Yb:CALGO) tem bom desempenho, com alta condutividade térmica e os espectros de emissão mais amplos e planos de todos os Yb ₃ ⁺ -materiais dopados. Portanto, estudar os desempenhos do laser de Yb:CALGO é de grande importância para a geração de pulsos ultracurtos de alta potência de pico.

Em um estudo recente, pesquisadores do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai da Academia Chinesa de Ciências fizeram novos progressos na pesquisa de um laser Yb de onda contínua com bombeamento de diodo:CALGO. Os resultados foram publicados em Óptica Aplicada .

No experimento, foi demonstrado um laser Yb:CALGO de onda contínua com bombeamento de diodo com uma potência de saída de 11 W e uma eficiência de inclinação de 19,8%. Os efeitos da temperatura do cristal na emissão do comprimento de onda foram investigados. A temperatura do cristal foi controlada alterando a potência da bomba. O comprimento de onda de saída obviamente mudou para o comprimento de onda mais longo para acopladores de saída com diferentes transmissões conforme a temperatura do cristal aumentava.

Os pesquisadores descobriram que, para T =acoplador de saída de 3%, o comprimento de onda mudou na faixa de 1, 051,10 nm a 1, 054,72 nm, como a temperatura do cristal mudou de 23,6 graus Celsius para 36,4 graus Celsius. E para acoplador de saída T =5%, o comprimento de onda de saída mudou de 1, 045,08 nm a 1, 047,13 nm, e a temperatura do cristal mudou de 25,1 graus Celsius para 36,9 graus Celsius. Para acoplador de saída T =3%, um experimento na potência fixa da bomba também foi realizado.

A temperatura do cristal foi alterada por meio de água de resfriamento. Quando a temperatura do cristal aumentou de 32,2 graus Celsius para 38,2 graus Celsius, o comprimento de onda de saída mudou de 1, 052,23 nm a 1, 052,80 nm. A mudança do comprimento de onda com a temperatura no laser CW Yb:CALGO pode ser explicada com um modelo dependente da temperatura. O aumento da temperatura aumentou a densidade populacional nos níveis superiores da variedade do solo, de acordo com a distribuição Boltzmann.

Consequentemente, quando o laser operou acima de um certo limite de temperatura, os dois níveis de energia anteriores não podiam mais atender à condição de inversão populacional. Contudo, a inversão populacional ainda existia entre o nível excitado e o nível superior do solo. Como resultado, a inversão da população desapareceria para o comprimento de onda do laser mais curto e um comprimento de onda mais longo dominaria.

Devido às divisões Stark muito mais complicadas do coletor de solo e do coletor excitado de Yb:CALGO, uma série de comprimentos de onda de saída foram observados com a mudança de temperatura.

Este fenômeno de mudança de comprimento de onda seria especialmente importante para o oscilador óptico paramétrico intracavidade e pode ser favorável para alguns fins especiais, incluindo lasers sintonizáveis ​​para certos comprimentos de onda e quaisquer outras pesquisas sensíveis ao comprimento de onda.