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。     

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     

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。     

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。     

Picosecond Stimulated Raman Scattering of SrWO4 Crystal

Stimulated Raman scattering （SRS） of picosecond pulses is investigated in a new crystal SrWO4. The second harmonic generation of a mode-locked Nd：YAG laser system is used as the pump source. In an external singlepass configuration, the SRS thresholds for the first to the fourth Stokes lines are measured. For the first Stokes line, the steady-state gain coefficient of the SrWO4 crystal is calculated to be 15.96cm//GW. In our experiment, as many as five Stokes lines （559.23 nm, 589.61 nm, 623.49 nm, 661.50 nm, 704.44 nm） and three anti-Stokes lines （506.97nm, 484.34 nm, 463.65nm） are observed, and the total conversion efficiency is as high as 62%.     

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,D149h-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。     

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.     

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。     

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。