Tm∶YAG晶体的生长及吸收特性

采用提拉法生长出三种掺Tm3 浓度的Tm∶YAG晶体。运用ICP AES测定Tm3 离子在Tm∶YAG晶体中的分凝系数约为 1。室温下测定了Tm∶YAG晶体在 190～ 90 0nm之间的吸收光谱及 10 0 0～ 4 5 0 0cm-1范围内退火前后的红外吸收谱。测试结果表明 ,退火后 336 5cm-1处OH-1离子的吸收峰完全消失。说明在空气气氛下对Tm∶YAG晶体进行退火处理改善了晶体的性能。     

Tm:YAG晶体的生长及吸收特性

采用提拉法生长出三种掺Tm3+浓度的Tm:YAG晶体.运用ICP-AEs测定Tm3+离子在Tm:YAG晶体中的分凝系数约为1.室温下测定了Tm:YAG晶体在190～900nm之间的吸收光谱及1000～4500cm-1范围内退火前后的红外吸收谱.测试结果表明,退火后3365cm-1处OH-1离子的吸收峰完全消失.说明在空气气氛下对Tm:YAG晶体进行退火处理改善了晶体的性能.     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

0.5at;Yb∶YAG晶体光谱与激光性能研究

采用提拉法生长yb3+掺杂浓度为0.5at;高质量的Yb∶Y3 Al5O12(Yb∶YAG)晶体.对晶体的结晶质量、分凝系数和光谱和激光性能进行了表征.结果表明:所生长的晶体结晶质量较好,在空气中退火后晶体吸收系数略有增加,晶体中自吸收效应的影响很小,具有宽的发射带.Yb∶YAG晶体和Yb∶YAG/YAG复合晶体分别在抽运功率为7.1W和6.15W的LD抽运下,获得2.19W和1.354 W的连续激光输出,斜率效率分别为34.58;和25.9;.     

Cr：Tm：YAG晶体生长及其特性研究

本文详细研究了提拉法生长Ｃｒ：Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的原料配制和晶体生长工艺，研究了晶体生长过程中出现的主要缺陷，测试了晶体的吸收光谱，荧光光谱及激光性能。结果表明，Ｃｒ：Ｔｍ：ＹＡＧ晶体是一种优良的中红外灯泵激光材料。     

飞秒激光辐照Tm:YAG晶体的紫外发光研究(英文)

本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶YAG晶体的紫外光上转换荧光。Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导。研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光。     

提拉法生长直径8inch Yb∶YAG激光晶体

设计制造了适于生长直径8 inch Yb∶YAG激光晶体的生长系统和热场,采用感应加热提拉法成功生长出了直径8英寸Yb∶YAG激光晶体,晶体等径部分最小直径202 mm,等径长超过215 mm,总重63.7 kg,晶体外形完整,内部无气泡、包裹物、开裂等宏观缺陷,5 mW绿光激光照射下,未见散射颗粒.     

Tm3+掺杂和Tm3+/Ho3+共掺2.0μm波段激光晶体研究

2.0μm波段激光在医疗、环保和军事等领域具有十分重要的用途。采用半导体激光泵浦Tm3+掺杂及Tm3+/Ho3+共掺的晶体是实现2.0μm波段激光的主要途径。本文概述了几类用于2.0μm波段激光增益材料的典型晶体,重点介绍了本课题组近年来在探索新型2.0μm波段激光晶体方面的一些研究成果。     

Ultraviolet Luminescence of Tm∶ YAG Crystal by Direct Irradiation with Femtosecond Laser

本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶ YAG晶体的紫外光上转换荧光.Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导.研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光.     

2μm波段超快激光晶体的研究进展

本文综述了Tm、Ho离子掺杂的双钨酸盐类晶体、YAP晶体、Lu2O3晶体、CLNGG晶体的光谱参数和最新研究进展,以及利用它们作为基质的超快激光器的工作性能,总结了各类激光晶体的晶体性质和优点,并指出具有寻找适合LD泵浦的宽吸收和发射光谱特性的无序结构晶体材料将成为未来的研究方向.     

Growth and properties of Tm: YAG crystals

The high optical quality Tm: YAG single crystals with dopant concentrations of 2, 4, 8 at % Tm³⁺ ions have been grown by the Czochralski (CZ) method .The segregation coefficients of Tm³⁺ ions in CZ-grown 2, 4, 8 at % doped Tm: YAG crystals determined by ICP-AES method are equal to 0.93, 1.04, 1.10, respectively. The absorption spectra in the range of 190–900 nm and the IR absorption spectra in the range of 1000–4500 cm⁻¹ of the Tm: YAG crystals were also measured at room temperature. The results indicate that Tm: YAG is favorable for laser diode-pumped system, and air annealing can improve the quality of the Tm: YAG crystal.     

2μm波段激光晶体Tm:YAP的生长缺陷

采用提拉法沿a、b、c轴方向生长了Tm:YAP晶体,研究了该晶体的几种常见缺陷.通过化学腐蚀,利用光学显微镜观察了Tm:YAP晶体主要晶面的位错腐蚀坑形貌,发现在沿b轴生长晶体的(010)面上存在位错蚀坑密度不同的区域,对其成因进行了分析.借助偏光显微镜研究了晶体中的孪晶及消光现象,分析了成因并提出了消除措施.用He-Ne激光对晶体内的散射颗粒分布进行了研究,在扫描电镜(SEM)下观察到形状不规则的散射颗粒夹杂.上述研究结果对获得优质Tm:YAP晶体具有重要意义.     

大尺寸Nd,Ce∶YAG激光晶体的生长及缺陷研究

双掺Nd,Ce∶YAG晶体相比传统的Nd∶YAG具有输出能量高、激光振荡阈值低的优点。近几年高能效固体激光器的发展对大尺寸、高质量Nd,Ce∶YAG晶体的需求越来越大。采用提拉法生长大尺寸Nd,Ce∶YAG时,极易出现包裹物和开裂缺陷。本文通过理论与实践相结合的方式分析了晶体在生长过程中产生缺陷的原因,并提出了解决办法,成功生长出直径ø50 mm等径长150 mm的高质量Nd,Ce∶YAG单晶。本研究可为批量化生长大尺寸Nd,Ce∶YAG晶体的质量改进提供方向和指导。     

Growth and Optical Properties of Tm:GdVO4 Single Crystal

Thulium-doped gadolinium vanadate (Tm:GdVO₄) single crystal has been successfully grown by a modified Czochralski (CZ) technique. Effective distribution coefficient of Tm was determined to be 0.74. Absorption characterization was performed in the 800 nm region and the maximum absorption peak was found at 799 nm for p polarization. Fluorescence spectra for tuning at the maximum absorption were obtained around 1.8-2.0µm region with 100 nm bandwidth. This suggests that a Tm:GdVO₄ crystal is expected as a new promising LD pumped solid-state laser in the 2µm region.     

Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体的生长及其吸收特性

应用中频感应提拉法成功生长出新型的Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体.研究了室温下晶体的吸收光谱性能.结合Er3+:Y3Al5O12晶体的光谱,并利用调Q判据对Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体调Q特性进行了简单的分析.结果表明Co2+,Er3+:YAG晶体是一种很有潜力的自调Q激光晶体.     

热键合YAG/Nd:YAG复合晶体的透过光谱研究

本文在一定的温度和压力下,通过热键合技术,获得了YAG/Nd:YAG复合晶体.这种复合晶体在非吸收波段的光学透过率与通过一块相同厚度Nd:YAG晶体的光学透过率实验值以及理论值相一致.因此从透过率的角度,表明纯YAG晶体与Nd:YAG晶体间的键合区域为均匀过渡,基本上无散射界面存在,实现了一体化.     

CsB_3O_5晶体潮解机理及防潮研究

三硼酸铯(CsB3O5)晶体在Nd:YAG 1064 nm激光三倍频转换方面具有优良的性能,限制该晶体器件实用化的一个重要因素是其在空气中较易潮解.本文用化学侵蚀法研究了CsB3O5晶体的潮解取向,并从晶体结构上给予了解释:由于CsB3O5晶体的B-O骨架在(010)方向存在较大的通道,水分子较易沿(010)方向进入晶体而导致晶体潮解.采用了用光学增透膜结合疏水保护膜的方法防止CsB3O5晶体潮解的技术手段,使CBO晶体器件能够在常规环境中保存及使用.     

Yb:YAG闪烁晶体的UV发光特性

通过对不同掺杂浓度Yb:YAG晶体的透过光谱、激发光谱、发射光谱和衰减时间的测量,研究了Yb:YAG晶体的UV发光特性和发光机制.Yb:YAG晶体在紫外波段具有宽的激发带和发射带.最强的发射峰位于320～350nm波长范围,此即为Yb:YAG晶体的闪烁发光峰;次强的发射峰位于500nm附近.Yb:YAG晶体的UV发光衰减时间小于50ns.Yb:YAG晶体的UV发光行为是电子从Yb3+离子的4f壳层向配体O2-的满壳层的分子轨道迁移的结果,属于电荷迁移(CT)发光.     

Thermal conductivity and refractive indices of Nd:GdVO4 crystals

The thermal conductivities of Nd:YAG, M(Y,Gd)VO₄ crystals were measured at 298 K. The value of Nd:GdVO₄ crystal along <001> direction was 11.4 W/mK, which was higher than that of YAG crystal measured to be 10.7 W/mK. The principal refractive indices of Nd:GdVO₄ crystal in the temperature range from 20 °C to 170 °C were determined by auto‐collimation method. Based on the measured values of refractive indices, the Sellmeier equation and expression of temperature dependence of refractive indices have been obtained. The measured results show that the birefringence Δn is 0.22007 at 20 °C and temperature coefficient of birefringence is 4.33 × 10⁻⁶/°C for 1.064 μm. These results prove that the GdVO₄ crystal is a laser crystal with excellent thermal and birefringence properties. (© 2003 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)