Spectroscopy and efficient laser operation around 2.8 μm of Er:(Lu,Sc)2O3 sesquioxide ceramics

Autor: Francesc Díaz, Wei Jing, Elena Dunina, Bruno Viana, Patrice Camy, Liudmila Fomicheva, Xavier Mateos, Pavel Loiko, Alexey Kornienko, Liza Basyrova, Uwe Griebner, Hui Huang, Valentin Petrov, Magdalena Aguiló, Yicheng Wang
Přispěvatelé: Optique, Matériaux et Laser (OML), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), University of Calgary, Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ministère de la Culture (MC), Max-Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy (MBI), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Southwest Institute of Nuclear Physics and Chemistry [Mianyang], China Academy of Engineering Physics (CAEP), Vitebsk State Technological University, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL), Universitat Rovira i Virgili, ANR-19-CE08-0028,SPLENDID2,Lasers solides et amplificateurs à impulsions courtes au-delà de 2 µm(2019)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Journal of Luminescence
Journal of Luminescence, Elsevier, 2021, 240, pp.118373. ⟨10.1016/j.jlumin.2021.118373⟩
Journal of Luminescence, 2021, 240, pp.118373. ⟨10.1016/j.jlumin.2021.118373⟩
ISSN: 0022-2313
1872-7883
Popis: International audience; A transparent “mixed” 7 at.% Er:(Lu,Sc)2O3 sesquioxide ceramic was fabricated by hot isostatic pressing of commercial sesquioxide powders at 1750 °C / 200 MPa in argon atmosphere. It exhibited a cubic bixbyite-type structure (a = 10.198 Å), a mean grain size of 5.7 µm and high low-signal transmission of 79.1% in the near-IR. The spectroscopic properties of Er3+ ions were studied. For the 4 I11/2 → 4 I13/2 transition, the stimulated-emission cross-section σSE is 1.30×10-20 cm2 at 2719 nm, the corresponding luminescence branching ratio B(JJ') is 19.9% and the radiative lifetime of the 4 I11/2 state is 4.80 ms, as determined using a Judd-Ofelt theory accounting for intermediate configuration interaction. The crystal-field splitting of Er3+ multiplets was studied at 12 K. The ceramic exhibits a significant inhomogeneous broadening of spectral bands. An Er:(Lu,Sc)2O3 ceramic laser generated 342 mW at 2.71 and 2.85 µm with a high slope efficiency of 41.7% (exceeding the Stokes limit) and a laser threshold of 125 mW
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: