Nel 1960, La prima dimostrazione di Maiman del laser a rubino ha dato il via all'inizio dell'era del laser. I laser a stato solido costituiscono ancora uno dei rami più in rapido sviluppo della scienza laser e sono migliorati sorprendentemente negli ultimi sei decenni, mentre i mezzi di guadagno con buone caratteristiche sono essenziali per realizzare un laser a stato solido altamente efficiente.

È ormai ampiamente riconosciuto che Yb ³⁺ -i cristalli drogati hanno un potenziale significativo nello sviluppo di laser ad alta potenza e ultraveloci pompati direttamente a diodi. Tra loro, il Yb ³⁺ -CaGdAlO . drogato ₄ crystal (Yb:CALGO) si comporta bene, con elevata conducibilità termica e gli spettri di emissione più ampi e piatti di tutti gli Yb ₃ ⁺ -materiali drogati. Perciò, studiare le prestazioni laser di Yb:CALGO è di grande importanza per la generazione di impulsi ultracorti ad alta potenza di picco.

In un recente studio, i ricercatori dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai dell'Accademia cinese delle scienze hanno compiuto nuovi progressi nella ricerca di un laser Yb:CALGO a onda continua pompato a diodi. I risultati sono stati pubblicati in Ottica applicata .

Nell'esperimento, è stato dimostrato un laser Yb:CALGO a onda continua pompato a diodi con una potenza di uscita di 11 W e un'efficienza di pendenza del 19,8%. Sono stati studiati gli effetti della temperatura dei cristalli sull'emissione di lunghezze d'onda. La temperatura del cristallo è stata controllata modificando la potenza della pompa. La lunghezza d'onda di uscita ovviamente si è spostata alla lunghezza d'onda più lunga per accoppiatori di uscita con trasmissioni diverse all'aumentare della temperatura del cristallo.

I ricercatori hanno scoperto che, per T =3% uscita accoppiatore, la gamma di lunghezza d'onda esterna spostata da 1, 051.10 nm a 1, 054.72nm, poiché la temperatura del cristallo è cambiata da 23,6 gradi Celsius a 36,4 gradi Celsius. E per T =5% accoppiatore di uscita, la lunghezza d'onda out spostata da 1, 045,08 nm a 1, 047.13nm, e la temperatura del cristallo è cambiata da 25,1 gradi Celsius a 36,9 gradi Celsius. Per T =3% uscita accoppiatore, è stato inoltre effettuato un esperimento alla potenza fissa della pompa.

La temperatura del cristallo è stata alterata attraverso l'acqua di raffreddamento. Quando la temperatura del cristallo è aumentata da 32,2 gradi Celsius a 38,2 gradi Celsius, la lunghezza d'onda di uscita spostata da 1, 052.23 nm a 1, 052,80 miglia nautiche. Lo spostamento della lunghezza d'onda con la temperatura nel laser CW Yb:CALGO potrebbe essere spiegato con un modello dipendente dalla temperatura. L'aumento della temperatura ha aumentato la densità di popolazione nei livelli superiori del collettore terrestre, secondo la distribuzione di Boltzmann.

Di conseguenza, quando il laser ha funzionato al di sopra di una certa soglia di temperatura, i due livelli energetici precedenti non potevano più soddisfare la condizione dell'inversione demografica. Però, l'inversione di popolazione esisteva ancora tra il livello eccitato e il livello del suolo superiore. Di conseguenza, l'inversione della popolazione svanirebbe per la lunghezza d'onda del laser più corta e una lunghezza d'onda più lunga dominerebbe.

A causa delle divisioni Stark molto più complicate del collettore di terra e del collettore eccitato di Yb:CALGO, una serie di lunghezze d'onda di uscita sono state osservate al variare della temperatura.

Questo fenomeno di spostamento della lunghezza d'onda sarebbe particolarmente importante per l'oscillatore parametrico ottico intracavità e potrebbe essere favorevole per alcuni scopi speciali, compresi laser sintonizzabili per determinate lunghezze d'onda e qualsiasi altra ricerca sensibile alla lunghezza d'onda.