涂朝陽，朱昭捷,李堅富,游振宇,王 燕,Brenier Alain

(1.中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，福州 350002；2.Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents, UMR CNRS 5620, Université Claude Bernard-Lyon1, 69622 Villeurbanne, France)

1 引 言

在一些二階非線性光學晶體如LaBGeO5(LBG), Ba2NaNb5O15(BNN), YAl3(BO3)4(YAB), GdAl3(BO3)4(GAB),Ca4YO(BO3)3(YCOB), Ca4GdO(BO3)3(GCOB)等材料中存在有稀土激活離子可以摻雜替代的格位，當摻雜激活離子后，可以同時具有激光和非線性光學性能[1-6]。

在符合相位匹配的條件時：

?1n1↑(θ,φ)+?2n2↑(θ,φ)=?3n3↓(θ,φ)

摻雜激活離子的二階非線性光學晶體將集激光與非線性光學性能于一體，可以實現(xiàn)包括自倍頻、自和頻、自差頻等的自變頻激光技術(shù)(如表1所示)，既能簡化器件，又可提高功效。

表1 自變頻激光技術(shù)Table 1 Self-frequency conversion technology

GdAl3(BO3)4晶體屬于三方晶系，R32空間群，晶胞參數(shù)為a=0.92734 nm，c=0.72438 nm，V=0.3538 nm，Z=3，Dc=4.379 g/cm3，負單軸晶[7-8]。它具有低閾值、高增益和較大的倍頻系數(shù)，物化性能良好，不解理，耐強酸強堿，在強光照射下不易產(chǎn)生色心等優(yōu)點。將激活離子摻雜于晶體，可以形成自變頻激光晶體[9-12]，這在高效小型化全固態(tài)激光器中具有重要的應用。因此，本文生長了純的GAB晶體和Nd3+∶GAB激光晶體，研究了GAB晶體的熱膨脹、透過光譜和倍頻性能參數(shù)，測試研究了Nd3+∶GAB的自變頻激光性能，實現(xiàn)了紫外-可見光-紅外-中紅外多波段激光輸出。

2 實 驗

2.1 原料合成

GdAl3(BO3)4晶體有兩種結(jié)構(gòu)，其低溫相的結(jié)構(gòu)與菱形碳酸鈣鎂石相類似，屬三方晶系，為無心的R32空間群，而高溫相則屬單斜晶系，為有心的C2結(jié)構(gòu)，它們在1040～1050 ℃發(fā)生相變[13-14]。因此，采用助熔劑法生長，選擇K2Mo3O10-B2O3體系作為助熔劑，生長出了GAB和Nd3+∶GAB晶體。

最初原料為分析純的Al2O3、H3BO3、MoO3、K2CO3和純度為99.99%的Gd2O3、Nd2O3，采用固相合成法合成原料，化學反應方程式如下：

3Al2O3+xYb2O3+(1-x)Gd2O3+8H3BO3→ 2Gd1-xNdxAl3(BO3)4+12H2O ↑

3MoO3+K2CO3→ K2Mo3O10+CO2↑

2H3BO3→ B2O3+ 3H2O ↑

合成好的原料按比例稱量后，用瑪瑙研缽研磨混合均勻，在馬弗爐中熔化在φ60 mm×60 mm的鉑坩堝內(nèi)。

2.2 晶體生長

熔化完全后，將坩堝轉(zhuǎn)移至自制的晶體生長爐中。緩慢升溫至高于生長溫度約50 ℃的地方，恒溫48 h。用嘗試籽晶法測定熔體的飽和溫度，在飽和溫度以上約30 ℃左右將c向籽晶下至熔體中，半小時后降至飽和溫度，以2～3 ℃/d的速率降溫生長，籽晶轉(zhuǎn)速為10～25 r/min。生長結(jié)束后，將晶體提離液面，然后以50 ℃/h的速率降至室溫，得到優(yōu)質(zhì)透明的GAB和Nd3+∶GAB晶體，如圖1所示。

圖1 GAB及Nd3+∶GAB晶體圖片F(xiàn)ig.1 The pictures of GAB and Nd3+∶GAB crystals

3 結(jié)果與討論

3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析

采用日本RIGAKU公司的DMAX2500粉末衍射儀對GAB晶體研成的粉末進行測試，采用CuKα1(λ=-0.15056 nm)，掃描模式為2θ/θ，掃描類型為連續(xù)掃描，掃描范圍2θ為5°～85°。將測得的粉末衍射圖指標化(如圖2)，與標準卡片(PDF#831907)相比較，數(shù)據(jù)十分吻合，因此可以斷定生長出的晶體就是所要的無心R32構(gòu)型的低溫相晶體。

對于激光晶體的生長和應用來說，熱膨脹性能是一項重要因素[15]，它與熱應力和熱穩(wěn)定性有關(guān)。如果晶體的熱膨脹系數(shù)有很大的各向異性特征，激光實驗中可能產(chǎn)生較大的熱梯度，降低激光效率。圖3是測得的GAB晶體的熱膨脹與溫度的關(guān)系圖。從圖中可以看出，在300～600 ℃范圍內(nèi)這兩種晶體在兩個晶軸方向上是線性膨脹，同時沒有不規(guī)則點出現(xiàn)。晶體在加熱時沒有熱收縮現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此是正膨脹。

圖2 GAB晶體粉末的XRD圖Fig.2 XRD pattern of GAB crystal powder

圖3 GAB晶體的熱膨脹圖Fig.3 Thermal expansion of GAB crystal

由此擬合出晶體的熱膨脹系數(shù)在(100)為5.30×10-6/℃，而在(001)向為1.88×10-5/℃。

3.2 光譜性能

GAB晶體和Nd3+∶GAB晶體分別定向切割出光譜測試薄片，雙面拋光，厚度均為2.0 mm。在室溫下，利用美國Perkin Elmer公司的UV-Vis-NIR Spectrometer(Lamda900)分別測試了GAB晶體的透光光譜和Nd3+∶GAB晶體的偏振吸收光譜，利用美國Perkin Elmer公司的FT-IR Spectrum One Spectrometer 測試了GAB晶體的紅外光譜，利用英國EDINBERGH INSTRUMENTS公司的FLS920熒光光譜儀測試了Nd3+∶GAB晶體的偏振熒光光譜，并測量了Nd3+離子中的2F5/2→2F7/2能級躍遷的熒光壽命。

圖4(a)是GAB晶體的UV-Vis-NIR透光譜。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，GAB晶體的紫外吸收邊在310 nm左右，而紅外吸收邊超過了3300 nm，其中在長波長一端的2765 nm、2936 nm、3164 nm處存在吸收峰[16-17]。因此，繼續(xù)測試了GAB晶體的紅外光譜，如圖4(b)。從圖可以看出，GAB的晶體紅外吸收邊處于2900 cm-1左右，即3450 nm。同樣在3610 cm-1、3405 cm-1、3150 cm-1處存在著吸收峰，基本上與紫外-可見-近紅外透光光譜的吸收峰一一對應，可以歸屬于羥基OH-振動吸收。因此，只要GAB晶體中排除了其中的羥基離子造成的吸收，那么可以判定GAB晶體的透光波段為310～3450 nm。

圖4 GAB晶體的透過光譜(a)及紅外光譜圖(b)Fig.4 Transmission spectrum(a) and infrared spectrum(b) of GAB crystal

我們擬合出了GAB晶體的色散方程如下：

(1)

(2)

由此，我們計算了GAB晶體在整個透光波段范圍內(nèi)的SHG相位匹配特性及其有效非線性光學系數(shù)deff在不同基波波長的數(shù)值，從而作出其關(guān)系曲線，如圖5所示。圖示表明，隨著基波波長的增長，相位匹配角隨之減小，而有效倍頻系數(shù)隨之增大。更為重要的是，可以發(fā)現(xiàn)，在全透光波段范圍內(nèi)GAB晶體都能實現(xiàn)SHG位相匹配，不但展示了其作為倍頻晶體的應用前景，而且為其作為各類激活離子摻雜的基質(zhì)提供了光譜依據(jù)。

同時我們測試了Nd3+∶GAB晶體的σ、π的偏振吸收及發(fā)射譜[18]，如下圖所示。圖6為NGAB晶體的π偏振吸收譜。在802.4，804.2和807.4 nm處的三個主峰對應于吸收光譜中的4I9/2→4F5/2,2H9/2躍遷，這對于800 nm附近的GaAlAs激光二極管泵浦非常重要。圖7為對應于4F3/2→4I11/2躍遷的1061.9 nm處的σ極化受激發(fā)射圖，發(fā)射截面為3.0×10-19cm2。圖8為對應于4F3/2→4I13/2的1061.9 nm的極化受激發(fā)射圖，發(fā)射截面為5.5×10-20cm2。

圖5 二次諧波系數(shù)，相位匹配角度和波長之間的關(guān)系圖Fig.5 The relationships among the second-harmonic coefficients, the phase matching angles and wavelengths

圖6 NGAB晶體的π偏振吸收譜[19]Fig.6 π-polarized absorption spectra of NGAB[19]

圖7 NGAB晶體對應于4F3/2→4I11/2的偏振發(fā)射譜[19]Fig.7 Polarized emission spectra corresponding to the 4F3/2→4I11/2 transition[19]

圖8 NGAB晶體對應于4F3/2 → 4I13/2的偏振發(fā)射譜Fig.8 Polarized emission spectra corresponding to the 4F3/2 → 4I13/2 transition

3.3 晶體的自變頻激光性能

3.3.1 自倍頻激光特性

(1)自倍頻產(chǎn)生綠色激光

采用染料激光(帶寬:0.04 cm-1; dye,LDS750) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=30°5′)，基頻光波長為1061.9 nm，所采用的激光諧振腔的長度為4 cm，平面輸入鏡 HM1037在1061.9 nm 和531 nm處高反，在泵浦源波長748 nm (對應于Nd3+的4F7/2+4S3/2能級)高透，凹面輸出鏡(曲率半徑為18 cm)在1061.9 nm處高反，在可見光波段高透。泵浦源在晶體中是σ-偏振的，而所觀察到的1061.9 nm基頻激光是86% σ-偏振的。實驗獲得了119.5 μJ/脈沖的綠光激光輸出，其轉(zhuǎn)換效率為4.3%，圖9是輸出的倍頻光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線[19]。

(2)自倍頻產(chǎn)生紅色激光

通過倍頻對應于Nd3+的4F3/2→4I13/2躍遷的1338 nm 基頻光可以獲得669 nm 的紅光激光輸出。采用染料激光(帶寬:0.04 cm-1; dye,LDS750) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=3005′非?？拷辔黄ヅ涞臉O角24.4°)，所采用的激光諧振腔的長度為2.5 cm，輸入鏡和輸出鏡在1062 nm的反射率為4%，在基頻光波段高反。泵浦源在晶體中是σ-偏振的，而所觀察到的1338 nm基頻激光也是σ-偏振的。實驗獲得了～35 μJ/脈沖 的 1338 nm基頻光輸出，當泵浦光的脈沖能量為4.6 mJ時，獲得了19 μJ/脈沖的紅光激光輸出，圖10是輸出的倍頻光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線[20]。

圖9 GAB晶體輸出的倍頻光功率與 晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線[19]Fig.9 The SHG power versus the pump power incident on the crystal[19]

圖10 GAB晶體輸出的倍頻光功率與 晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線Fig.10 The SHG power versus the pump power incident on the crystal

3.3.2 自和頻激光特性

(1)自和頻產(chǎn)生藍色激光

當 Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體發(fā)射的1061.9 nm基頻光與 740～760 nm的泵浦光源自和頻可以產(chǎn)生436～443 nm的藍色激光[21]。只有當所有的光源滿足相位匹配條件：1/λ1+ 1/λ2→ 1/λ3，才能產(chǎn)生有效的和頻激光。當兩束o光和頻產(chǎn)生一束e光時，和頻裝換條件可以寫作：

通過Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體的色散方程，可以計算出θ相位匹配角與泵浦源波長的關(guān)系曲線如下圖11所示。

采用染料激光(帶寬:0.04 cm-1; dye,LDS750) 縱向泵浦長度為4 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體，所采用的激光諧振腔的長度為4 cm，平面輸入鏡 16MLB183在1061.9 nm處高反，在泵浦源波長748.2 nm (對應于Nd3+的4F7/2+4S3/2能級)高透，平面輸出鏡在1061.9 nm的反射率為90%，在可見光波段高透。實驗獲得了445 μJ/脈沖的藍光激光輸出，其轉(zhuǎn)換效率為7.3%，圖12是輸出的光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線。圖13是泵浦光、近紅外激光和藍色激光的演變過程。

(2)自和頻產(chǎn)生紫外激光

當 Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體發(fā)射的1061.9 nm基頻光與 588 nm的泵浦光源自和頻可以產(chǎn)生 379 nm的紫外激光[22]。通過Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體的色散方程，可以計算出θ相位匹配角與泵浦源波長的關(guān)系曲線如圖14所示。

圖11 相位匹配角與泵浦源波長的關(guān)系曲線[19]Fig.11 The phase-matching angles in NGAB for SSFM[19]

圖12 輸出光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線Fig.12 The blue generation power versus the pump power incident on the crystal

圖13 泵浦光、近紅外激光和藍色激光的演變過程[19]Fig.13 The time evolutions of the pump, near infrared laser and blue radiation pulses[19]

圖14 相位匹配角與泵浦源波長的關(guān)系曲線[22]Fig.14 Phase matching required in NGAB crystal by self-sum and difference-frequency mixing[22]

采用染料激光((bandwidth:0.04 cm-1; dye,LDS750, waist 410 μm) 縱向泵浦長度為4.3 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體，所采用的激光諧振腔的長度為4 cm，平面輸入鏡 16MLB183在1061.9 nm處高反，在泵浦源波長588 nm 高透，凹面輸出鏡(曲率半徑為18 cm)1061.9 nm高反，在可見光波段高透。平面輸出鏡HR1064在1061.9 nm的反射率為100%，在紫外光波段高透。實驗獲得了105 μJ/脈沖的紫外光激光輸出，其轉(zhuǎn)換效率為1.8%，圖15是輸出的光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線。圖16是泵浦光、近紅外激光和紫外激光的演變過程。圖17是紫外光的輸出光譜，其波長為378～382 nm。

圖15 輸出光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線[22]Fig.15 The UV generation power versus the pump power incident on the crystal[22]

圖16 泵浦光、近紅外激光和紫外激光的演變過程[22]Fig.16 The time evolutions of the pump, laser and UV radiation pulses[22]

(3)自和頻產(chǎn)生黃色激光

首先在晶體上實現(xiàn)4F3/2→4I11/2(at 1062 nm) and4F3/2→4I13/2(at 1338 nm) 雙波長激光，然后通過自和頻 1/1062+1/1338→1/592 可以產(chǎn)生592 nm的黃光激光[23]。采用染料激光(bandwidth:0.04 cm-1; dye,LDS750, waist 410 μm) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=29°，φ=0°)非?？拷辔黄ヅ涞臉O角28.5°)，圖18是激光實驗的激光諧振腔，由于在1062 nm和1338 nm處的發(fā)射截面相差一個數(shù)量級(分別是σe=3×10-19cm2和σe=5.5×10-20cm2)，所以采用長短不一的諧振腔，所有的光學參數(shù)都標示在圖上。當泵浦光的脈沖能量為3 μJ/脈沖時，獲得了1 μJ/脈沖的黃光激光輸出，圖19是泵浦光、近紅外激光和黃光激光的演變過程。

圖17 紫外光輸出光譜[22]Fig.17 The laser spectrum[22]

圖18 激光諧振腔[23]Fig.18 Experimental set-up for self-sum frequency mixing[23]

3.3.3 自差頻激光特性

(1)自差頻產(chǎn)生紅外可調(diào)諧激光

分別采用588 nm和750 nm泵浦源泵浦Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體產(chǎn)生1061.9 nm激光，然后通過自差頻激光技術(shù)：

可以分別產(chǎn)生 1340 和 2530 nm波段的激光輸出[23]。

對于1340 nm激光，采用染料激光(bandwidth:0.04 cm-1; dye,LDS750, waist 410 μm) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=30°5′)，所采用的激光諧振腔的長度為3 cm，平面輸入鏡 MLB183在1061.9 nm處高反，在泵浦源波長588 nm 高透，凹面輸出鏡(曲率半徑為18 cm)在1062 nm高反，在泵浦波長和長于1300 nm的波段高透。凹面輸出鏡采用Optilas HR106，實驗獲得了31 μJ/脈沖的紫外光激光輸出，其轉(zhuǎn)換效率為0.5%，圖20是輸出的光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線。

圖19 泵浦光、近紅外激光和黃光激光的演變過程[23]Fig.19 Time evolution of the different output pulses[23]

圖20 輸出光功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線[22]Fig.20 Ratio of IR power obtained from SDFM of NGAB crystal pumped at 588 nm[22]

對于2530 nm激光，采用染料激光(bandwidth:0.04 cm-1; dye,LDS750, waist 410 μm) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=29°,φ=0°非?？拷辔黄ヅ涞臉O角28.5°)，所采用的激光諧振腔的長度為3 cm，平面輸入鏡 16MLB183 在1061.9 nm處高反，在泵浦源波長高透，凹面輸出鏡HR1064(曲率半徑為18 cm)在1062 nm的透過率為100%，在2530 nm處的透過率為65%。圖21是激光輸出功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線。

圖21 激光輸出功率與晶體吸收的泵浦功率關(guān)系曲線Fig.21 Idler power at 2536 nm versus pump power incident on the crystal (black squares). The solid line is a quadratic fitting

圖22 相位匹配關(guān)系圖[25]Fig.22 GdAl3(BO3)4∶Nd3+ phase matching properties for frequency doubling (1)sum frequency mixing of the pump and the laser waves (2)4F3/2→4I11/2 laser transition (3) 4F3/2→ 4I13/2 laser transition[25]

3.3.4 自變頻產(chǎn)生紅藍綠三色激光

從紅-藍-綠三基色激光可以獲得白光，具有廣泛的應用前景。在GdAl3(BO3)4∶Nd3+晶體中通過激光自變頻技術(shù)，可以同時獲得紅-藍-綠三基色激光[24]。為此設(shè)計了幾種技術(shù)途徑并計算了相關(guān)的相位匹配關(guān)系(如圖22和表2所示)。

表2 在NGAB晶體中產(chǎn)生紅綠藍的過程(波長值為近似值)[25]Table 2 Processes for red-green-blue generation in NGAB crystal (the values of the wavelengths are approximate)[25]

表中的1/, 2/ 和5/技術(shù)可以產(chǎn)生669 nm、530 nm和440 nm的三基色激光，為此必須同時獲得1063 nm和1338 nm的基頻激光。

4F3/2→4I11/2(near 1063 nm)

(1)

4F3/2→4I13/2(near 1338 nm)

(2)

由于在1062 nm和1338 nm處的發(fā)射截面相差一個數(shù)量級(分別是σe=3×10-19cm2和σe=5.5×10-20cm2)，因此，輸出鏡在1062 nm 的反射率必須進行優(yōu)化選擇[26-27]。

采用染料激光((bandwidth:0.04cm-1; dye,LDS750, waist 410 um) 縱向泵浦長度為4.6 mm的Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體(相對于光軸的極角為θ=29°，φ=0°)，圖23是激光實驗的激光諧振腔，由于在1062 nm和1338 nm處的發(fā)射截面相差一個數(shù)量級(分別是σe=3×10-19cm2和σe=5.5×10-20cm2)，所采用的激光諧振腔的長度為4 cm，在744.7 nm O光的泵浦下，實驗獲得了紅-藍-綠三基色激光的輸出(如圖24所示)。圖24是泵浦光、紅色激光和綠色激光的演變過程。

圖23 實驗所用激光諧振腔[25]Fig.23 Photograph of the experimental laser set-up and typical red-green-blue simultaneous generation[25]

圖24 泵浦光、紅色激光和綠色激光的演變過程[25]Fig.24 Temporal evolution of the output pulses in the visible range from the dual-wavelength GdAl3(BO3)4∶Nd3+ laser[25]

圖25 三階頻率轉(zhuǎn)換效率隨著方位角φ的變化關(guān)系[28]Fig.25 Efficiency of the two cascaded second order nonlinearities leading to self-frequency tripling in NGAB[28]

圖26 實驗所采用的兩套激光諧振腔[28]Fig.26 Experimental set-up for self-frequency tripling demonstration. C: NGAB crystal, OA:optical axis, OP: optical pumping, F: filter, BS: beam splitter[28]

圖27 自三倍頻激發(fā)譜[28]Fig.27 Excitation spectrum of the TH from self-frequency tripling[28]

圖28 三倍頻的容忍角度Fig.28 Angular acceptance of the TH from self-frequency tripling1

圖29 基頻激光、二階倍頻激光和三倍頻 激光的時間演變過程[28]Fig.29 Time evolutions of the fundamental (infrared laser), SH and TH waves

3.3.5 自三倍頻率激光轉(zhuǎn)換特性

首次進行了二級串列二階非線性激光實驗，在NGAB晶體中實現(xiàn)了對應于Nd3+4F3/2→4I11/2能級躍遷的激光輻射的自三階頻率轉(zhuǎn)換[24]。圖25 表示自三階頻率轉(zhuǎn)換效率隨著方位角φ的變化關(guān)系，從圖中可以發(fā)現(xiàn)在實施 (5-6-8) 技術(shù)途徑時，方位角φ=15°時轉(zhuǎn)換效率最高，因此NGAB 晶體切割加工的方位角為φ=15°，而極角為θ=53°。采用750 nm或588 nm 染料激光縱向泵浦Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶體，采用兩套不同的激光諧振腔(如圖26所示)，第一套諧振腔是直線型的，其凹面輸入鏡(1HR-1064)(曲率半徑為18 cm)在1063 nm和354 nm處高反，在可見光波段高透；而其平面輸出鏡(HM-1037) 在1063 nm和 531.5 nm高反，在354 nm的透過率為50%。第二套諧振腔是非線型的，因為采用了一個分束器，該分束器在354 nm的透過率為85%，在1063 nm處高反。實驗獲得了1062.8 nm自三倍頻紫外激光輸出，圖27顯示出相應的激發(fā)光譜，圖28表示出自三倍頻的容忍角度，從圖上可以看出當極角為θ=41.2°和50.9°時，自三倍頻的信號快速增加，圖29記錄了基頻激光、二階倍頻激光和三倍頻激光的時間演變過程，從圖上可以看出基頻激光的延時長于二階倍頻激光，而二階倍頻激光的延時長于三倍頻激光。

4 結(jié) 論

本文采用熔鹽頂部籽晶法從K2Mo3O10-B2O3助熔劑中生長出尺寸為20 mm的優(yōu)質(zhì)GdAl3(BO3)4和Nd3+激活的自變頻激光晶體。測試研究了GAB晶體的透光波長范圍、折射率和倍頻系數(shù)隨波長的變化，結(jié)果表明其在整個透光范圍內(nèi)均可實現(xiàn)相位匹配；測定研究了Nd3+∶GAB晶體在室溫下的偏振吸收、熒光光譜和熒光壽命，進行了光譜計算，測試了晶體的自變頻激光性能，采用自倍頻激光技術(shù)實現(xiàn)了532 nm綠光和669 nm紅光激光輸出，采用自和頻激光技術(shù)實現(xiàn)了436～443 nm的藍光、592 nm黃光和379 nm的紫外激光輸出，采用自差頻實現(xiàn)了2536 nm處紅外可調(diào)諧激光輸出，采用自混頻激光技術(shù)實現(xiàn)了669 nm、530 nm和440 nm的紅藍綠三基色激光輸出，采用自三倍頻實現(xiàn)了354 nm的紫外激光輸出。