Mg掺杂AlInP限制层窗口结构高功率(3.7 W) 660 nm AlGaInP宽面半导体激光器

本文采用低压金属有机化学气相沉积系统(LP-MOCVD)生长出Mg掺杂压应变分别限制多量子阱结构的AlGaInP/GaInP 660 nm LD外延材料,制作出腔长1000 μm、条宽150 μm的宽面半导体激光器.采用选择性Zn扩散在管芯两端面区制作出透明窗口结构来提高器件的腔面光灾变阈值(COD).透明窗口结构激光器最大连续输出功率为3.7 W,是正常结构的激光器COD饱和功率的4.4倍.激光器的特征温度T0为68 K,热阻为4.6 K/W.在热沉温度为20 ℃时进行了500 mW恒功率老化,老化时间为1000 h.     

高可靠性无铝有源层808 nm半导体激光器泵浦源

针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求,设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构,降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条件,制备出界面陡峭的四元InGaAsP单晶外延薄膜。制作的激光器室温测试阈值电流为1.5 A,斜率效率为1.26 W/A,10 A下的功率达到10.5 W,功率转换效率为58%。连续电流测试最大功率为23 W@24.5 A,准连续电流测试最大功率为54 W@50 A,没有产生灾变性光学损伤(COD)。在15 A电流加速老化下,激光器工作4 200 h未出现功率衰减及COD现象,说明制备的无铝有源区808 nm激光器具有高可靠性的输出性能。     

无序Nd:CNGG晶体的生长及激光性能研究

本文报道了无序晶体Nd:CNGG的生长及其激光性能.采用提拉法成功生长了绿色、透明的大尺寸Nd:CNGG晶体.在He-Ne激光器照射下,未发现散射颗粒.在半导体激光器泵浦的条件下,我们研究了其1.06μm的连续激光输出性能.在8.56 W泵浦的情况下,得到1.52 W的激光输出.     

新型高效激光物质-Nd:YGdVO4混晶

液相法合成了GdVO4和YVO4多晶料,提拉法成功生长了低浓度掺钕的不同钆钇比YGdVO4混晶.X射线荧光分析法分析了晶体组分.吸收谱和透射谱显示,Nd:YGdVO4具有更大的吸收半宽.不同Gd/Y浓度比的晶体激光性能有所不同,最大1.06μm激光输出达到7W,同时晶体在1.34μm 的激光输出超过了3W.Nd:YGdVO4混晶是一种新的具有潜力的激光晶体.     

大尺寸ZnGeP2晶体生长与中红外光参量振荡

采用垂直布里奇曼方法生长了ZnGeP2单晶体,晶体毛坯尺寸达φ30 mm×120mm.晶体在2.05μm吸收系数0.05cm-1,3～8 μm吸收系数0.01cm-1,光损伤阈值2.0±0.3 J/ cm2.利用2.05μm Tm,Ho:CdVO4激光器为泵浦源,脉冲重复频率10 kHz.当泵浦功率16.3 W时,3～5μm光参最振荡输出8.7 W,光-光转换效率为53;,斜率效率为64;.     

Nd:YVO4键合晶体声光调Q输出泵浦的光参量振荡器

通过采用非线性相位匹配的KTiOPO4晶体,成功实现了使用LD泵浦的Nd∶YVO4/Nd∶YVO4/Nd∶YVO4键合晶体激光器声光调Q输出泵浦的光参量振荡.当泵浦功率为8.29 W,声光调制频率为30 kHz时,获得了0.92 W的1570 nm信号光的最大平均输出功率,信号光的最窄脉宽为1.04 ns,最大峰值功率为29.5 kW.光光转换效率:对1064 nm泵浦光为54.4;,而对808 nm二极管泵浦光束只有11.1;.     

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;.     

Nd∶YVO_4/YVO_4晶体的热键合及其激光性质的研究

为改善高功率激光器激光工作物质的热效应,本文采用热键合的方法研制了Nd:YVO4/YVO4复合晶体,键合晶体的波前干涉P-V值为0.082λ(λ=0.6328μm),键合面对波前的影响很小。它在LD端面连续泵浦条件下,从泵浦光到基频光的转换效率可达60%,特别当泵浦功率比较大时,键合晶体的输出功率比单块晶体有较大的提高。     

硫化镓钡合成、生长及性能研究

利用硫过量双温区摇摆炉合成法来稳定合成BaGa4 S7 (BGS)多晶,并用此方法合成出的原料利用坩埚下降法生长BGS单晶.BGS的紫外和红外吸收边分别为350 nm和13.7 μm.在50℃时,它在a-,b-和c-方向的热导率分别为1.34 W/(m·K),1.58 W/(m·K)和1.68 W/(m·K).在1.064 μm、2.1 μm和9.85 μm时,它的激光损伤阈值分别为1.2 J/cm2,7.15 J/cm2和26.2 J/cm2.当泵浦光源在2.2 μm左右变化时,非临界相位匹配OPO输出波长在6～10μm之间.     

中红外激光晶体Er∶YSGG的生长及LD泵浦的激光性能

采用提拉法成功生长出了Er∶ YSGG晶体.吸收光谱分析表明Er∶ YSGG晶体在967.5nm有较强的吸收峰和较宽的吸收谱带.采用966nm半导体激光器泵浦YSGG/Er∶YSGG复合激光晶体元件,实现了2.796 μm的连续激光输出,最大输出功率439 mW,相应的斜率效率为12.5;,光光转换效率为10.6;.     

Nd:YVO4/YVO4晶体的热键合及其激光性质的研究

为改善高功率激光器激光工作物质的热效应,本文采用热键合的方法研制了Nd:YVO4/YVO4复合晶体,键合晶体的波前干涉P-V值为0.082λ(λ=0.6328μm),键合面对波前的影响很小.它在LD端面连续泵浦条件下,从泵浦光到基频光的转换效率可达60;, 特别当泵浦功率比较大时,键合晶体的输出功率比单块晶体有较大的提高.     

基于级联PPMgLN晶体的双倍/三倍频双波长激光器

本文演示了紧凑的绿色和近红外双色连续波激光光源,其发射波长分别为516 nm和775 nm。设计并制造了级联的周期性极化掺镁铌酸锂晶体,用于同时转换通信波长的二次谐波(SHG)和三次谐波(THG),可以在相同温度下获得绿色和近红外激光的输出。通过建立一个单程激光测量系统,在2 W泵浦功率下获得516 nm的0.15 mW绿光和775 nm的1.19 mW的光,晶体温度控制在30.8 ℃。实验结果将为单激光器泵浦的紧凑型双波长共线激光器提供重要的案例。     

高品质ZnGeP2晶体光参量振荡元件及应用

在高纯ZnGeP2多晶批量合成基础上,采用垂直布里奇曼法生长出尺寸φ(40～50) mm× 140 mm的高品质单晶.切割出多种6mm×6mm×(16～30) mm规格的晶体元件,元件o偏振光2.05 μm吸收系数为0.01～0.03cm-1,通过光参量振荡技术实现中波(3～5μm)40W和远波(8～10 μmn)3W的激光输出.     

c-BN含量对(Ti,W)C/WC/Co金属陶瓷刀具材料力学性能的影响

采用真空热压烧结工艺制备了(Ti,W)C/WC/c-BN/Co金属陶瓷刀具材料,分析了(Ti,W)C/WC/c-BN/Co金属陶瓷刀具材料的微观结构、元素成分和物相组成,研究了不同含量c-BN对(Ti,W)C/WC/c-BN/Co金属陶瓷刀具材料微观结构和力学性能的影响.研究结果表明:适量添加c-BN 能有效细化颗粒,减少气孔等缺陷,提高材料的相对密度,(Ti,W)C/WC/c-BN/Co金属陶瓷刀具材料的断裂模式为穿/沿晶混合断裂模式;当c-BN含量为1wt;时,(Ti,W)C/WC/c-BN/Co金属陶瓷刀具的综合力学性能最优,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为769.32±10.21 MPa、6.69±0.18 MPa·m1/2和22.83±0.46 GPa.     

退火温度对In2O3（ZnO）m超晶格纳米线的拉曼光谱的影响

采用化学气相沉积方法,在硅衬底上合成了In2O3(ZnO)m超晶格纳米线。扫描电镜的测试结果表明,纳米线的直径和长度分别在80～100 nm和15～25μm之间。透射电镜图像显示,In-O层与In/Zn-O block沿纳米线生长方向<0001>交替堆垛。在不同温度下对样品进行退火并利用拉曼散射技术对处理后的样品进行研究。研究结果发现随退火温度的提高,材料中的VO和Zni减少,AM模和A1(LO)模的逐渐频移到571 cm-1和619 cm-1位置,峰型对称性增强,即退火使In2O3(ZnO)m超晶格纳米线的晶体质量明显提高。最佳的退火温度为1000℃。     

Nd3+:CaLa2B10O19晶体的生长和性质研究

用泡生法生长出不同Nd3+掺杂浓度的Nd3+:CaLa2B10O19(NLCB)晶体,测试了晶体的透射光谱、荧光光谱、倍频效应等性质.NLCB晶体在580nm和805nm处有很强的吸收,能与二极管激光器有效耦合.在900nm和1.06μm处各有一荧光峰,1.06μm处的荧光寿命为75μs.NLCB的粉末倍频效应为KDP的2倍.     

Cr3+:LiCaAlF6晶体生长和激光特性

首次报道熔体提拉法生长Cr:LiCAF(Cr3+:LiCaAlF6)晶体的生长工艺,研制出质量较好的晶体尺寸达20～25×90～120mm.测定了晶体对809nm红外波段的吸收系数μ为10-2量级,晶体中无OH-.Cr:LiCAF可调谐灯泵激光器获得的宽带能量输出1.6J,阈值50.5J,调谐范围为730～848nm,用KD*P调Q,单脉冲宽度48ns,峰值功率达1.3×106W.     

磷锗锌晶体器件定向加工研究

研究报道了坩埚下降法自发成核生长的ZnGeP2(ZGP)晶体光学器件定向加工新方法.即首先结合晶体的易解理面((112)面、(101)面)和标准极图以及X射线衍射仪,快速寻找c轴方向,确定晶体的(001)面;再由相位匹配角、方位角以及(101)和(102)晶面确定ZGP晶体的通光面,定向切割加工得到ZGP光参量振荡(OPO)器件初坯,经X射线衍射仪修正角度和后续抛光镀膜处理,制备出11 mm×11 mm×22 mm的ZGP-OPO器件.采用2.1μm、7 kHz激光泵浦ZGP-OPO,实现了3～5 μm中红外调谐激光输出,功率达0.48 W.此方法不仅适用于ZGP晶体的定向加工,也适用于具有类似结构的其他晶体器件定向加工.     

环形天线-椭球谐振腔式MPCVD装置高功率下沉积高品质金刚石膜

介绍了自行研制的环形天线-椭球谐振腔式高功率MPCVD装置的结构特点,展示并研究了新装置在高功率条件下的放电特性.在10.5 kW的高微波输入功率下成功制备了直径50 mm,厚度接近1 mm的高品质自支撑金刚石膜.在真空泄漏速率约2.5 ×10-6 Pa·m3/s的条件下金刚石膜的生长速率达到6μm/h,金刚石膜厚度偏差小于±2.1;.抛光后的金刚石膜红外透过率在6.5～25μm范围内接近71;;紫外透过率在270 nm处超过50;,金刚石膜样品的光学吸收边约为225 nm;通过紫外吸收光谱计算的金刚石膜样品中的氮杂质含量约为1.5 ppm;金刚石膜的拉曼半峰宽小于1.8 cm-1.     

Ho∶BaY2F8晶体生长及其光谱研究

本文采用液相合成方法合成了掺钬氟化钇钡(分子式:Ho3+∶BaY2F8,简称Ho∶BYF)多晶原料,使用提拉法生长了掺钬氟化钇钡(Ho∶BYF)激光晶体,晶体生长参数:拉速0.5～1 mm/h,转速10 r/min。XRD测试表明:该晶体属于单斜晶系,空间群C2/m。测试了晶体的吸收及荧光光谱,同时计算了Ho离子对889 nm泵浦光的吸收系数及吸收截面,分别为4.84 cm-1、1.26×10-21cm2。该吸收对应于Ho3+从基态5I5到激发态5I6的跃迁,可实现3.9μm激光输出。