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。     

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。     

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     

非线性光学晶体YCOB的性能表征

采用显微硬度计、差热扫描仪等表征手段开展了非线性光学晶体YCOB的硬度及热学等相关性能的测量。结果表明YCOB晶体在(100)、(010)及(001)三个方向上的硬度的各向异性较小,有利于YCOB晶体的后期加工。其在330K时的比热容为0.74J·g-1·K-1,经过计算,其在主轴化方向上的热导率分别为1.74,2.16及3.08W·m-1·K-1,具有比较适中的热导率。     

GdVO4晶体的生长及其性能研究

采用提拉法沿a轴和c轴生长出无色透明的GdVO4单晶,质量均超过50g.用X射线荧光分析法测得两个主要元素Gd和V的分凝系数都接近1.室温下测量了GdVO4晶体的X射线粉末衍射图,确定所获GdVO4晶体属于四方晶系,D194h-I41/amd空间群.通过晶体的锥光干涉图确定GdVO4晶体为单轴晶,光轴方向平行于c轴且光学均匀性比较好.利用高分辨X射线衍射仪测量GdVO4晶体的摇摆曲线,结果表明生长的GdVO4晶体的晶格完整性较好.通过浮力法测得其室温下密度为5.478g/cm3.透过波谱表明透过波长大于340nm.     

YVO4晶体的高效受激拉曼散射

报道了YVO4晶体在532 nm、30 ps脉冲下的的高效受激拉曼散射。采用腔外单次通过方式测量了不同长度YVO4晶体1阶斯托克斯受激拉曼散射的阈值,并得到该晶体的稳态增益系数为16.0±0.5 cm/GW。实验中观察到2阶斯托克斯线(558.6 nm5、87.8 nm)和1阶反斯托克斯线(508.0 nm),受激拉曼散射的整体转换效率高于50%。     

从人工晶体研究发展历程浅谈基础理论研究的引领作用

人工晶体是信息社会中关系国民经济和国家安全的战略性关键材料。我国人工晶体研究总体处于国际先进水平，部分晶体居国际领先地位，特别是系列“中国牌”晶体的发明和发现引领了人工晶体发展方向，满足了国家重大需求。本文作为山东大学“主题教育”的研习成果，立足于晶体材料国家重点实验室60余年的发展历史，梳理了我国人工晶体的发展历程以及实验室近年来的部分先进成果，“管中窥豹”,浅谈了基础理论研究对学科的引领和支撑作用，并在此基础上提出了相关的思考和建议。希望能给我国人工晶体乃至自然学科的发展策略和方向提供一点有益的借鉴。     

钒酸盐系列激光晶体进展

随着全固态激光器的发展,钒酸盐晶体作为一类优异的激光材料在激光领域(特别是中、小功率激光器中)扮演者越来越重要的角色。本文主要立足于近年来对于钒酸盐晶体的研究结果,回顾了钒酸盐晶体的生长和特性的研究历史,总结了钒酸盐系列晶体的优势和特点,进一步提出了目前钒酸盐晶体发展的主要方向。     

MXenes材料的光学特性及相关研究进展

过渡金属碳化物、 氮化物或碳氮化物(MXenes)具有丰富的元素组成和结构可调性, 显示出丰富的物理化学性质和巨大的应用潜力. 本文以此类材料的基本光学特性为基础, 从光子发射、 透明导电及储能、 非线性光学、 表面等离激元及拉曼增强、 光热转化、 光催化及光响应等光学相关领域展开分析和综述. 并对此二维材料相关应用的未来发展及机遇作了简单评述, 以期为进一步的研究提供参考.