无序激光晶体及其超快激光研究进展

激光是受激辐射的光放大,所辐射的波长取决于增益介质中关键电子的能级结构,特别是其最外层电子的状态决定了可能实现的激光特性。激光发展60年来,激光晶体作为激光的重要激活材料,推动了激光技术的进步和普及,是一个研究历史长而又异常活跃的研究领域。当前,超短超强脉冲激光在加工、医疗、国防等关系国计民生的领域有重要需求,适合超短超强激光的激光晶体成为了本领域的研究热点,其关键是揭示最外层电子的影响因素及设计和生长具有宽波段发射性能的激光晶体。本论文从探讨影响激活离子光谱性能的关键因素出发,综述了以本课题组十余年研究的10余种无序激光晶体为主要部分的研究结果和进展,涉及晶体生长、晶体物理、激光器件设计及应用等工作,包含了高级、中级和低级对称性晶体及其获得的最短脉冲激光结果,希望能为本领域的后续研究提供一定的参考和借鉴。     

LD泵浦Nd∶LuVO4/Cr4+∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体，利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件，实现了1.06 μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1 W时，获得最高平均输出功率为4.58 W，脉冲宽度为84 ns，单脉冲能量为36.6 μJ以及峰值功率为436.2 W的激光脉冲.     

BaWO_4晶体的拉曼光谱分析

BaWO4晶体是一种很有应用前景的喇曼激光晶体。本文根据对称性分类,用商群理论分析了Ba-WO4晶体的喇曼光谱。一个原胞中含有两个BaWO4分子,理论上有36个振动膜,和我们用群论计算得数目一致。其中有18支拉曼活性光学膜。我们测得了10支拉曼峰,并对测得的各个配置的拉曼峰进行了指认,其中X(ZZ)X配置921cm-1处的喇曼峰强度最强,线宽较窄,对于作为喇曼激光晶体来讲是很有益的。     

Nd:LuVO_4晶体的拉曼光谱研究

采用不同的几何配置测量了Nd:LuVO4晶体的室温拉曼光谱,根据群论对称性分类计算了该晶体的红外和拉曼活性振动模并与实验结果做了比较,指认了测定的特征谱线。测量并分析了Nd:LuVO4晶体A1g全对称类的高温拉曼光谱,讨论了拉曼频移随温度变化的关系,认为晶体的热膨胀是引起拉曼频移变化的主要原因。     

Yb:GdVO4晶体的缺陷研究

Yb：GdVO4晶体是一种很好的激光材料，但缺陷会对晶体的激光性能产生严重影响，开展对该晶体的缺陷研究有助于提高晶体质量。采用提拉法生长了面25mm×20mm，掺杂浓度为2％的Yb：GdVO4晶体；分析了晶体的结构及其对晶体解理性的影响；采用化学腐蚀法，以盐酸、氢氟酸为腐蚀剂，对晶体的主要晶面进行了化学腐蚀实验，通过其腐蚀坑形貌对晶体中的位错和晶界进行了研究；对晶体进行了高分辨X衍射实验，结果表明晶体中存在镶嵌块结构；开裂及散射颗粒也为晶体中较常见缺陷。分析了缺陷的成因并提出了预防措施。     

不同组分的钒酸盐混晶Ybt:YxGd1-t-xVO4光谱与激光性质的比较研究

研究了三种掺Yb钒酸盐混晶Yb_0.005:Y_0.298Gd_0.697VO₄, Yb_0.007:Y_0.407Gd_0.586VO₄和Yb_0.009:Y_0.575Gd_0.416VO₄的室温偏振吸收谱和发射谱. 结果表明,最强的吸收和发射相应于π偏振,位 关键词： 掺Yb钒酸盐混晶 吸收谱和发射谱 激光振荡 偏振态     

退压式La_3Ga_5SiO_(14)晶体电光调QNd∶YAG激光器激光性能研究

通过对硅酸镓镧(LGS)晶体旋光性与电光效应的交互作用的理论研究,推导出晶体旋光性和电光效应共同作用下的光强表示式I=1-4B2(Asin 2ω-Ccos 2ω)2。利用此表示式设计计算了旋光晶体LGS尺寸为8 mm×8 mm×25 mm电光Q开关在1064 nm波长使用时的开关电压和偏振角分别为4995 V和27.3°。将理论研究得到的结论应用于LGS晶体电光调Q的Nd∶YAG晶体激光器的实验研究中,实验结果与理论计算结果基本一致。得到输出能量为361 mJ,脉冲宽度为7.8 ns的脉冲激光输出。     

掺Yb钒酸盐晶体激光振荡中的光学双稳态现象研究

研究了三种掺Yb钒酸盐晶体Yb:LuVO4,Yb:YVO4和Yb:GdVO4的激光振荡中所呈现的光学双稳态效应.以晶体所吸收的抽运功率表征的双稳区宽度ΔPabs可超过1W,在双稳区高功率一侧的边界,即激光振荡的上阈值点,出现激光输出功率的不连续变化或跃变,同时发生亚毫秒时间尺度上的大幅度强度涨落.谐振腔的输出耦合透过率、晶体长度、晶体中的热效应等对双稳态效应均具有重要影响.     

LD抽运的Nd:YAG陶瓷/KTP绿光激光器

报道了一种LD端面抽运Nd:YAG陶瓷、KTP腔内倍频的全固态连续波绿光激光器.当抽运功率为21.6 W时,1064 nm基频输出达到11.3 W,光—光转换效率为52.3%.采用Ⅱ类切割的KTP晶体作为腔内倍频介质,在直腔结构下获得了最大功率为1.86 W的532　nm绿光输出,光—光转换效率为7%.输出光斑具有高斯型强度分布,1 W输出时的M²因子约为1.7. 关键词： 全固态绿光激光器 Nd:YAG陶瓷 KTP倍频 直腔