掺杂Yb³⁺的LiYF₄和Y₃Al₅O₁₂反斯托克斯荧光冷却对比研究

摘要

激光诱导固体反斯托克斯荧光冷却在全固态低温光学制冷器和辐射平衡激光器领域有着重要的应用价值,而掺杂Yb³⁺的LiYF₄ （YLF）晶体和Y₃Al₅O₁₂ （YAG）晶体以其卓越的激光冷却性能脱颖而出.在相同的条件下,对Yb³⁺掺杂浓度为7.5%的YLF晶体和YAG晶体的光谱特性和反斯托克斯荧光冷却性能进行了比较分析.研究结果表明,与7.5%Yb³⁺:YAG晶体相比,7.5%Yb³⁺:YLF晶体具有更小的最低可达到温度,成为低温制冷器更可行的候选者.此外,在1 030 nm激光泵浦条件下,未能在7.5%Yb³⁺:YAG晶体中观测到净制冷效应.因此,对于设计采用Yb³⁺:YAG晶体作为增益介质的辐射平衡激光器而言,Yb³⁺的掺杂浓度不应超过7.5%.

关键词

反斯托克斯荧光冷却 / Yb³⁺:LiYF₄（YLF）晶体 / Yb³⁺:Y₃Al₅O₁₂（YAG）晶体