Энергетические параметры лазеров на эрбиевых стеклах, сенсибилизированных иттербием и хромом

Экспериментально изучено влияние сенсибилизации свинцово-бариево-фосфатных иттербий-эрбиевых стекол ионами Cr$^{3+}$ на энергетические параметры генерации на переходе $^4I_{13/2}$–$^4I_{15/2}$ ионов Er$^{3+}$ ($\lambda_1=1,54$ мкм). Показано, что существенная сенсибилизация в фосфатных стеклах достигается только при небольших концентрациях ионов Cr$^{3+}$ ($\lesssim0,07$ вес.%), что позволяет в 1,5–4 раза улучшить КПД эрбиевых лазеров с ламповой накачкой. Определены оптимальные условия получения наилучших энергетических параметров свободной генерации таких лазеров с учетом спектрально-энергетического распределения излучения ламп накачки в области поглощения ионов-соактиваторов. Реализация этих условий позволила на активных элементах диаметром 6 и длиной 85 мм, содержащих 17 вес.% Yb$_2$O$_3$, 0,25 вес.% Er$_2$O$_3$ и 0,07 вес.% Cr$_2$O$_3$, достичь рекордного для эрбиевых лазеров КПД = 1,2 % при электрической энергии накачки 1 кДж. Измерена эффективность передачи энергии возбуждения от ионов Cr$^{3+}$ к ионам Yb$^{3+}$ при больших уровнях возбуждения среды.