高功率二极管泵浦铒激光器

Bradley等人在OPTCON’92 LEOS会议上报告了一种功率高达500mY连续波单片式掺铒激光器。诸如YSGG(钇钪镓石榴石)、GGG(钆镓石榴石)、BYF(氟化钇钡)和YAG(钇铝石榴石)等多数基质晶体掺铒后,连续波激光波长在2.8μm左右。所有晶体部可进行二极管泵浦,这就使固体激光系统能小型化。这种铒激光器能用于激光外科手术和产生可调红外光的泵浦光参量振荡器等方面。     

激光物质(棒)的加工

激光器都需要有产生激光的工作物质,目前固体激光器常用的工作物质有钕玻璃、掺钕钇铝石榴石晶体和红宝石晶体。这三种激光物质的应用形式都是圆棒。钕玻璃是最易制造,价格便宜,效率较高的一种激光物质。本文将着重谈谈钕玻璃棒的加工方法以及加工中应注意的问题,最后再简略地介绍一下掺钕钇铝石榴石棒和红宝石棒的加工特点。图1是典型的激光物质(棒)的零件图。图中棒直径φ=4～12mm,棒长L=60～210mm。一般越长越粗。     

激光晶体无钪替代型钆镓石榴石在中国科学院物理研究所研制成功

中国科学院物理研究所张乐　研究员负责的研究小组承担的一项重大研究项目──激光晶体无钪替代型钆镓石榴石,已经圆满完成,并于1990年7月6日召开了鉴定会。与会专家认为,这项研究工作不仅超额完成了原订的计划和指标,而且实测的各种参数均优于80年代末国际公开发表的数据。 说起激光晶体,一般人们最熟悉的是掺钕的钇铝石榴石(简称YAG:Nd~3+)。除此之外,在80年代初,苏联与联邦德国的科学家共同合作,研制出一种新型的激光晶体:双掺钕(铬)的含钪替代型钆镓石榴石(简称 GSGG:Nd,Cr)。这种晶体的生长速率比YAG要快,整根晶体内没有核心,而…     

钇铝石榴石在高压下的光学性质第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,分别计算了120 GPa的压力范围内钇铝石榴石理想晶体和含氧空位点缺陷晶体的光学性质.计算数据表明:(1)在120 GPa的压力范围内其理想晶体和含2+价氧离子空位(形成能最低)的缺陷晶体在可见光区不存在光吸收(是透明的).(2)压力加载将导致其反射谱峰值强度降低,且空位缺陷的存在使其峰值强度进一步减弱.这些结果对进一步实验有重要的参考价值.     

Cr, Ca∶YAG晶体中四价Cr4+中心的晶场特性

综合分析了铬钙离子共掺钇铝石榴石晶体(Cr, Ca∶YAG)可见光-近红外区的室温吸收光谱, 其中四配位和六配位的四价Cr4+离子光谱成分是共存的, 拟合得到的晶场参数符合光谱学的理论和实验规律, 并且这两类Cr4+中心的晶场性质均受到晶体中二价补偿离子Ca2+的影响.     

掺钕钇铝石榴石单晶的位错研究

在采用引上法工艺生长掺钕钇铝石榴石(YAG:Nd)单晶时,为了要得到结构完善的激光晶体,必须设法降低晶体中的位错密度。通过一系列工作,认为在晶体生长过程中,位错走向与固液界面保持垂直的关系。在由凸的固液界面形成小晶面的晶体中,位错密度低的原因是因为凸的固液界面可使晶体中心部分的位错散失在边稜以外。因此,采用合适的工艺条件:即在生长过程中有意识地改变固液界面形状,可使晶体达到既能消除小晶面,又降低位错密度的目的。     

钇铝石榴石单晶的生长及光学不均匀性

用提拉法生长了掺釹钇铝石榴石晶体．比较了从不同釹离子液度的熔体 中生长的晶体的光学不均匀性及其激光性能．在我们实验的釹浓度范围内,当 生长条件大致相同时,釹离子浓度愈高,晶体的光学均匀性愈差．改变生长条 件,使晶体的均匀性相近时,其脉冲激光效率随釹的浓度的提高而有所改善．此 外,还研究了晶体的光学不均匀性对晶体的激光性能的影响． 研究了影响晶体光学质量的两种重要缺陷,即核心和生长条纹．在倒圆锥 形固液界面的顶端,（２１１）小面的出现,形成了核心．核心处具有较高的釹浓度、较高的位错密度和较大的应力,并使激光束产生严重的畸变．由于温度起 伏形成的生长条纹对激光束产生衍射和散射作用．核心的出现与掺釹关系不大（主要取决于界面形状）;而条纹的加剧则与熔体中的釹浓度有着明显的关系．     

高浓度Er~(3+)掺杂Y_3Sc_2Ga_3O_(12)晶体的吸收光谱与晶体场模型研究

采用提拉法生长出了高浓度掺铒(35 at%)钇钪镓石榴石(Er:YSGG)激光晶体.测试了该晶体在340—1700 nm波段内的吸收光谱,对其中Er3+的实验能级进行了分析指认.用Er:YSGG的102个实验Stark能级,拟合了它的自由离子参数和晶体场参数,均方根误差(拟合精度)σ为10.34 cm-1.结果表明,参数化Stark能级的拟合结果与实验光谱符合得较好.将拟合得到的Er:YSGG实验结果与文献中已报道Er:YAG的自由离子参数和晶体场参数进行了比较.指出Er:YSGG具有较强的晶体场相互作用或许是其激光效率较高的主要原因之一.     

Cr,Ca：YAG晶体中四价Cr^4＋中心的晶场特性

综合分析了铬钙离子共掺钇铝石榴石晶体可见光－近红外区的室温吸收光谱,其中四配位和六配位的四价Ｃｒ＾２＋离子光谱成分是共存的,拟合得到的晶场参数符合光谱学的理论和实验规律,并且这两类Ｃｒ＾４＋中心的晶声性质均受到晶体中二价补偿离子Ｃａ＾２＋的影响。     

钆镓石榴石单晶缺陷的X射线形貌观测

一、引 言 作为电子计算机的逻辑运算和记忆元件的磁泡器件是在非磁性石榴石材料上外延生长一层磁性石榴石膜而制成.在这样的磁性膜上,可通过适当的手段使磁泡畴很容易产生、传递和消失.钆镓石榴石晶体(以下简称GGG)已成为这种磁泡器件的重要的基底材料.外延生长磁膜时.基底晶体的不完整性会影响外延膜的质量.特别是磁泡在膜内的快速运动,更要求外延膜有极高的完整性.如果单晶衬底中存在缺陷.特别是当暴露在表面上的缺陷延伸到外延膜中时,那么磁泡的运动将受到更严重的阻碍.因而提高GGG晶体的完整性就有着特别重要的意义.GGG单晶中的主…     

在宇宙空间实验室生长晶体及晶体中的生长条纹

一、在宇宙空间实验室生长硅 和锑化镓晶体 在1983年12月发射的宇宙飞船空间实验室1号中,用区熔方法生长了元素半导体硅(实验序号ES-321)[1-3]和Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体锑化镓(实验序号ES-323)[4]. 此次晶体生长实验的目的在于: (1)研究在失重的情况下,以区熔方法生长硅或锑化镓晶体的可能性和生长技术上的新问题; (2)研究在失重的情况下,掺杂剂在晶体中的分布,期望得到掺杂剂均匀分布的晶体. 硅晶体和锑化镓晶体都是用熔区移动的方法在镜式加热装置中进行的.安装在空间实验室中的晶体生长设备和镜式加热炉分别如图1和图2所示. 两只作为加热…     

Al6FeYb合金中十欠准晶相关晶体相的高压形成

对掺稀土钇的铝铁合金进行了静高压熔态淬火研究。使用透射电镜对样品中形成了的微结构进行了观察。首次在该系统中发现了一个十次准晶相关晶体相。     

白光LED蓝光转换材料的发光特性研究

用稀土氧化物作为原料,通过高能球磨与反应烧结的方法,在1 300 ℃合成了高纯度的铈激活和铈、钆共激活的钇铝石榴石蓝光转换材料,采用X射线衍射分析了产物的晶体结构,采用发射光谱和激发光谱研究了基质中Ce3+的发光特性以及Gd3+对它的影响。结果表明,产物为立方晶系的钇铝石榴石晶体,可以被蓝光有效激发,通过调整掺杂离子的摩尔浓度,荧光粉的发射波长可覆盖530～560 nm的黄绿光范围。利用荧光粉转换法制备了白光LED(light emitting diode, 发光二极管),在工作电流为20 mA、工作电压为3.5 V的条件下,所制备的白光LED色坐标x=0.310,y=0.323,光效26.131 m·W-1,显色指数81.8,色温6 605 K。     

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的掺钇钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）实验手段，对掺钇钨酸晶体的微观缺陷进行研究。实验表明，钇掺杂能够提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子俘获中心浓度下降，低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y^3 占据VPb的形式存在。Y^3 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因，而由于晶体内低价氧浓度的减少，作为绿光发光中心的（WO3＋O^-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。     

激光及其相关学科的发展

 在物理学家汤斯、肖洛、卜洛赫洛夫和巴索夫等人研究工作的基础上,美国人梅曼于1960年研制出世界上第一台激光器(红宝石激光器).在梅曼获得成功之后的几个月内,又有好几种激光器研制成功,其中包括第一台连续波运转的激光器--氦氖激光器.以后,各种激光器竞相出现,呈现一派欣欣向荣的气象.在固体激光器方面,首先研制成功的红宝石激光器是以掺氧化铬的氧化铝晶体为工作物质的,激活离子为三价铬离子.1961年到1964年间,在一系列不同基质晶体中掺稀土元素(如钕、镨、铥、钬、铒、镱等)的激光相继运转.其中最为著名的是输出波长为1.06微米的掺钕钇铝石榴石激光器和掺钕的硅酸盐玻璃激光器,它们获得了广泛的应用.现已发现了好几十种激光晶体和激光玻璃,而激活离子除了大多数稀土元素外,还有过渡元素.由它们制成的激光器输出波长分布在紫外到近红外区内.     

连续馈料硅单晶拉制法

常规CZ法拉制的晶体中的各种不均匀性,主要是由于晶体生长中熔休体积变化引起的生长动力学的非稳态性质造成的.美国siltee公司提出了一种从小量等体积熔体中生长晶体的连续馈料晶体拉制法,并用这种方法从8公斤熔体中拉制出直径为150毫米的P型<100>硅单晶[1].这种装置的关键部件包括:多晶熔化器、熔体输运系统和生长室中的熔体液面位置控制机构.液面控制机构的分辨率为0.02时.多晶馈料机构适于供给棒、块或粉末.补充熔体的精确的温度调节也是很重要的.由于存在大的表面张力,使输运系统不能精确地定量(0.2-0.3毫升/秒)输运熔融硅,应用虹吸原…     

Cr~(3+)在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

本文报道用熔盐法生长的Y_3Ga_5O_(12):Cr~(3+)晶体的能级和光谱特性.在室温下;测得~4T_2和~2E能级的有效荧光寿命为205μs,荧光光谱中心波长为727nm.根据Tanabe-Sugano理论计算了晶场能级,并求得了晶场强度参数D_q、Bacah参数B和C以及参数△分别为1626、645、2950和538cm~(-1).     

透明陶瓷的超高压制备研究进展

透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的新一代无机非金属材料。本文介绍一种非传统的透明陶瓷制备方法——超高压烧结。相对于传统的制备方法,超高压烧结具有烧结温度低、烧结时间短、致密度高、抑制晶粒长大等特点,对制备纳米结构透明陶瓷具有独特的优势。着重介绍了近年来超高压烧结透明陶瓷的研究成果和进展,包括钇铝石榴石(YAG)、镁铝尖晶石、氧化铝等常见透明陶瓷的超高压低温烧结,以及纳米聚晶金刚石(NPD)、B-C-N、Si3N4等超硬透明陶瓷的高温高压制备,并对透明陶瓷的高压烧结机理进行分析和总结。     

GaN基白光LED的研制与特性

本文报导了通过低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的InGaN/GaN量子阱蓝光发光二极管(LED)与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合而得的白光发光二极管(W-LED).在室温、正向电流20mA时,W-LED轴向亮度为170mcd,显色指数(CRI)达到82,色温(CCT)为7448K,CIE色坐标是(0.296,0.316),接近纯白色(0.33,0.33).随着注入电流的增强,测量并探讨了白光LED的发射光谱与发光强度的变化.     

新型自倍频晶体的进展

近年来,关于自倍频晶体的研究工作取得了重大进展.自倍频晶体是将激光晶体和倍频晶体合二为一的一类晶体.迄今最主要的自倍频晶体有两种:掺钕和氧化锰的铌酸锂(Nd:MgO:LiNbO3,用NMLN来表示)和硼酸钕钇铝 ,用 NYAB来表示).自倍频晶体可用于直接产生蓝绿激光,其作用原理如下: 用波长为800nm左右的红激光泵浦自倍频晶体,发生激光作用产生波长略大于1μm的近红外激光,同时红外激光在晶体中倍频而产生绿激光. 目前,可以得到的NMLN晶体的尺寸(10 × 10 × 25mm)比 NYAB晶体的尺寸(4 × 4 ×10mm)大,但是 NMLN用于产生绿激光时有两个缺…