1. Polarized spectroscopy and laser operation of Tm3+:YAlO3 crystal on the 3H4 → 3H5 transition
- Author
-
Lauren Guillemot, Pavel Loiko, Ammar Hideur, Michal Koselja, Richard Moncorgé, Esrom Kifle, Jean-Louis Doualan, Patrice Camy, Alain Braud, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), 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), Complexe de recherche interprofessionnel en aérothermochimie (CORIA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU), Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences (FZU / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), 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), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), and Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
- Subjects
Materials science ,Slope efficiency ,Analytical chemistry ,chemistry.chemical_element ,02 engineering and technology ,Yttrium ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Laser ,01 natural sciences ,law.invention ,010309 optics ,Thulium ,chemistry ,law ,0103 physical sciences ,[SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic ,Orthorhombic crystal system ,Stimulated emission ,0210 nano-technology ,Spectroscopy ,Luminescence - Abstract
International audience; Yttrium orthoaluminate (YAlO3) is an attractive laser host crystal for doping with thulium (Tm3+) ions. We report on the absorption and stimulated-emission (SE) cross-sections of this orthorhombic (sp. gr. Pnma) Tm:YAlO3 crystal for the principal light polarizations, E || a, b and c. Polarized absorption data lead to the Judd-Ofelt parameters Ω2 = 1.46, Ω4 = 2.82 and Ω6 = 1.09 [10-20 cm2]. In particular, for the 3H4 → 3H5 transition, it is found a stimulated emission cross section of 0.86×10-20 cm2 at 2278 nm corresponding to an emission bandwidth of ~12 nm (for E || b). Continuous-wave laser operation on this 3H4 → 3H5 transition is achieved with an 1.8 at.% Tm:YAlO3 crystal under laser-pumping at 776 nm. The mid-infrared Tm:YAlO3 laser generated 0.96 W at ~2274 nm with a slope efficiency of 61.8% and a linear laser polarization (E || b). Tm:YAlO3 is promising for mode-locked lasers at ~2.3 μm.
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF