Nd_GGG晶体荧光寿命的测试

第卷第期年月光学与光电技木乙〔〔裕,,文章编号一一一晶体萤光寿命的测试李昌立孙晶蔡红星成都理工学院理大学,南京张喜和摘要针对激光器,介绍了萤光寿命测试原理,设计了低频窄纳秒萤光寿命测试系统。该系统由光源、光路系统、驱动电路和侦测系统等几部份组成。利用脉冲采样技术刚试了晶体的萤光寿命约为衅左右。关键词晶体萤光寿命脉冲采样技术低频窄占空比中图分类号文献标示码引言萤光是分子吸收能量后其能级电子被迸发到单线迸发态后由第一单线迸发态回到能级时所发生的,萤光寿命〔‘,〕是指分子在单线迸发态平均逗留的时间,是表征迸发态分子幅射驰豫过程的重要参数之一,是表征能量转移、能级自发跃迁概率、量子效率等的重要化学参数,是评判激光材料质量好坏的一项重要指标,是元件设计中必不可少的一个重要参数,对它的研究可以为受激分子运动变化的微观途径及其动力学研究提供重要信息。近些年来因为激光晶闸管技术的进步,致使激光晶体优异的激光特点在全固化高功率激光器中受到注重,有着远低于钦玻璃的机械硬度、热导率,可以实现晶体的快速冷却,同时还具有很高的激光效率,转换效率为钦玻璃的倍〔,‘口。

还被英国国家实验室选为固体潜热激光装备的激光工作介质。因此我们自行设计了激光晶体的萤光寿命测试系统荧光寿命测试,并测得了该晶体的萤光寿命。波长稍长的光。倘若此类跃迁发生在迸发态单态和能级单态之间,则属于量子热学容许的跃迁,幅射的光称为萤光假如跃迁发生在迸发态三重态和能级之间,则属于量子热学“禁戒”跃迁,幅射的光称为磷光。萤光体在迸发光的迸发下,开始处于迸发态的粒子较多,发出的萤光较强,随着时间的推移,迸发态的粒子数越来越少,发光也越来越弱。这些发光硬度增长的过程称为发光衰减。当分子的萤光硬度降到迸发时最大硬度的。所须要的时间称为该萤光物种在测定条件下的萤光寿命,常用表示。图为萤光硬度随时间衰减的曲线,图中为初始态一时的萤光硬度,表示萤光硬度随时间的变化函数。因为萤光很弱,在背景光下很容易被湮灭,此外侦测器没有频谱剖析特点,所以必须把迸发和侦测分开交替进行。萤光寿命测试原理当某种物质被迸发光迸发后,该物质的分子吸收能量后从能级跃迁到迸发态。停止迸发后,再以幅射跃迁或交叉驰豫非幅射跃迁的方式在很短的时间内自发跃迁回到能级,同时辐射出比迸发光图萤光硬度衰减曲线收稿日期一一收到更改稿日期一一作者简介李昌立一,男,博士研究生,讲师,主要从事光学与激光元件的研究。

一,第期李昌立等抓晶体萤光寿命的测试图为迸发一侦测时序图,其中脉冲“”为驱动脉冲,而脉冲“。”为侦测器侦测脉冲,这样,就将迸发源和萤光挺好地分离开了。图迸发一侦测时序图萤光寿命测试系统设计及晶体萤光寿命测试萤光寿命检测,迸发光源不同所用的方式也不一样。对于连续激光光源,可用相调制技术,称为“频域法”,对于脉冲激发源,可用时间相关单光子计数法一,,或闪频技术,亦称为脉冲采样技术,。不仅上述三种主要的萤光寿命测定方式外,白色单反法和上转换发等近些年来也颇受人们关注圈。按照实际测试要求及实验室现有的条件,我们采用的是脉冲采样技术。其测试系统原理如图所示,它主要由光源、光路系统、驱动电路和侦测系统等四部份组成。发出的脉冲光,经透镜会聚后照到晶体上,同时电源发出的脉冲讯号经反向器反向后送到侦测器,驱动侦测器,保证光迸发与光侦测完全分开,这样可以防止迸发光给侦测带来的影响。为了防止少许迸发光对侦测的影一响,在侦测口处放有滤光片,晶体所发出的萤光经滤光片滤除迸发光后由侦测器侦测,之后通过示波器观测。

同时,采用低频窄纳秒的迸发光讯号,这,样既可以降低迸发光对萤光检测的影响,又可以防止萤光交叠现象的发生。按照实验室现有的条件及的吸收特点在。拼左右有一吸收带,如图所示,选用的光源为红光的峰值波长在。拜左右,带宽约拌左右。为了获得较强的样品迸发萤光讯号,采用阵列和透镜会聚的方式。电源是阵列的驱动器,其工作频度为,脉冲长度为拜。光路系统由会聚透镜、载物台、滤光片、吸收池等组成。该部份有三个方面的作用一是降低迸发光的光功率密度二是样品经迸发后发出的萤光中仍富含迸发光成份,经过滤光片滤掉其中的迸发光成份,可排除它对萤光寿命测试的影响,提升测试精度三是隔除外界背景光荧光寿命测试,防止由背景光给测试带来的影响。闪的一一之补切﹄。叫尽匕刀自一图萤光寿命测试装置图在。产左右的吸收带拼侦测系统由侦测器和示波器组成,这是系统的核心部份。侦测器是拿来采集样品被迸发出的萤光讯号,并将其转化为联通号。在这儿,应注意按照样品中参杂离子的种类来选用不同响应波段的侦测器,按照掺的迸发波谱波段,我们选用光电三极管作为侦测器。

而示波器将脉冲萤光讯号以二维曲线的方式显示下来,其纵座标对应着萤光的相对硬度,横座标则对应萤光的衰变时间。测试的晶体的萤光寿命曲线如图所示。从图中可以看出,萤光硬度降到迸发时最大硬度的。时即纵坐标的点,该晶体的萤光寿命即为图中点横坐标的所对应的时间,其相应值为群左右。光学与光电技术第卷低频窄纳秒晶体的萤光寿命测试系统,首次采用脉冲采样技术测试了晶体的萤光寿命,取得了较好的测试结果。该装置结构简单,实用性较强,特别适用于参杂离子晶体材料萤光寿命的测试。八、︵。︶、,忿。一刁一一」山厂一冬料参考文献王文韵,余荧宁,于华分子和离子的萤光寿命检测和研究〕激光刊物,,一王建岗,杨松莉,王桂英,等超快萤光波谱的波谱特点和时间特点的研究中国激光,,张思远稀土激光晶体及其发展〔〕人工晶体学报,,李成,曹余惠掺,十激光晶体性能评介〕激光与红外,,一房喻,王辉萤光寿命测定的现代方式与应用物理通报,,﹁刁﹁刁勺孟﹄九一﹂厂图仁晶体的萤光衰减曲线二汇心结论针对固体潜热激光器所使用的晶体,介绍了萤光寿命的测试原理,自行设计了一套吧一吧一,,,,加伪物〔兀,,,、,巴讯邓产馆盯叨。二以二公飞公淡赴写蛋染蕊孟毖聋盛基尝攀输茱缓减蛋孟缓盛撼剐减浮鱿唠只瑞拐缓践监鉴掇盆觉能基蕊簇公写军九之发君线跄以写盛拭或线瑞震辉任嗯泛撼点形三撼气沼名荡成缓共公续发渡奋义拐共公寡蕊孟上接第页,,,助,,,比,,飞眼”,,昭,路,”,,一呢。找谬