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Research Progress of Pr3+ Activated Laser Crystals in Visible Region
增强出版- Chinese Journal of Luminescence Vol. 43, Issue 11, Pages: 1690-1704(2022)
- 作者机构：
1.中国科学院上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室， 上海 201899
2.暨南大学理工学院 光电工程系， 广东 广州 510632
3.同济大学 物理科学与工程学院， 上海 200092
- 作者简介：
- 基金信息：National Natural Science Foundation of China(61925508;61905289);Shanghai Science and Technology Commission Foundation(20511107400);International Partnership Program of Chinese Academy of Sciences(JCTD⁃2019⁃12)
DOI：10.37188/CJL.20220166
CLC： O482.31Published：05 November 2022，
Received：29 April 2022，
Revised：18 May 2022，
- 稿件说明：
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许崇磊,马凤凯,张振等.Pr3+离子激活的可见光激光晶体研究进展[J].发光学报,2022,43(11):1690-1704.
XU Chong-lei,MA Feng-kai,ZHANG Zhen,et al.Research Progress of Pr3+ Activated Laser Crystals in Visible Region[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1690-1704.
许崇磊,马凤凯,张振等.Pr3+离子激活的可见光激光晶体研究进展[J].发光学报,2022,43(11):1690-1704. DOI： 10.37188/CJL.20220166.
XU Chong-lei,MA Feng-kai,ZHANG Zhen,et al.Research Progress of Pr3+ Activated Laser Crystals in Visible Region[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(11):1690-1704. DOI： 10.37188/CJL.20220166.
摘要
可见波段激光因其在激光显示、光通讯、生物医疗、工业加工等领域的特殊应用而备受关注。近年来，Pr
3+
掺杂晶体作为一类重要的可见波段激光增益介质，已经在蓝光、绿光、橙光、红光波段实现了良好的激光输出，并已在氟化物中实现瓦级连续（CW）激光输出。本文系统总结了掺Pr
3+
氟化物和氧化物激光晶体在可见波段的光谱特性和激光输出现状，深入分析了激发态吸收、多声子弛豫、交叉弛豫过程对Pr
3+
可见激光输出的影响及其机制，旨在为新型可见光激光增益介质材料的筛选提供建议和指导。最后，总结了目前掺Pr
3+
可见激光晶体材料中仍存在的问题，并对后续的研究方向进行了展望。
Abstract
Laser emission in visible spectral regions has attracted much attention due to a wide variety of domains such as material processing in industry， fluorescence microscopy in research science， wireless optical communication， holography， laser display. Recently，Pr
3+
activated fluoride laser crystals have achieved watt-level continuous output in various visible spectral ranges for instance， cyan（
3
P
0
→
3
H
4
）， green（
3
P
1
→
3
H
5
）， orange（
3
P
0
→
3
H
6
）， red（
3
P
0
→
3
F
2
） as well as deep red （
3
P
0
→
3
F
3，4
）. In this paper， various fluoride and oxide host crystals doped with Pr
3+
are used as the research objects， and the spectral characteristics and laser output status of the current Pr
3+
-activated laser crystals are systematically summarized. The effect of ESA（Excited state absorption）， MPR（Multi-phonon relaxation）， CR（Cross-relaxation） process on Pr
3+
laser output is expected to further provide valuable guidance and suggestions for the selection of laser gain medium. Finally， the existing problems in Pr
3+
-doped laser crystal materials are pointed out， and the follow-up research direction is prospected.
关键词
可见光激光晶体Pr3+掺杂激发态吸收交叉弛豫多声子弛豫
Keywords
visible region laser crystalPr3+ dopedexcited state absorptioncross relaxationmulti-phonon relaxation
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