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.     

热键合YAG/Nd:YAG复合晶体的透过光谱研究

本文在一定的温度和压力下,通过热键合技术,获得了YAG/Nd:YAG复合晶体.这种复合晶体在非吸收波段的光学透过率与通过一块相同厚度Nd:YAG晶体的光学透过率实验值以及理论值相一致.因此从透过率的角度,表明纯YAG晶体与Nd:YAG晶体间的键合区域为均匀过渡,基本上无散射界面存在,实现了一体化.     

Nd∶YAG激光晶体单程损耗的研究

本文对导致Nd∶YAG激光晶体单程损耗的原因进行了分析,并建立了一套精确测量Nd∶YAG激光晶体单程损耗系数的测试系统.选用了与以往测量损耗系数方法不同的测试思路.通过该系统可直接测量激光工作波长单次通过Nd∶YAG 晶体时所引起的光损耗.文中对测试物理过程及数学模型的建立进行了阐述,并分析了端面反射率对测试结果的影响;研究了各种生长缺陷对激光工作波长所造成的损耗;讨论了测试不同通光面晶体损耗的方法;并实现了计算机全过程的自动数据采集及处理.     

Nd∶GdVO4激光晶体的光谱性质和热学性质

用提拉法生长了Nd∶GdVO4单晶,测量了其室温吸收谱和室温荧光谱,测量了其热扩散系数α和比热CP,从而得到了其热导率λ.可以看到Nd∶GdVO4晶体的吸收波长在808nm附近,与已经商品化的GaAlAs LD的发射波长能很好地匹配,从而增加了吸收效率,并且Nd∶GdVO4晶体具有较高的热导率,有望在高功率的激光系统中获得应用.所以Nd∶GdVO4晶体是理想的激光材料.     

新型具有无序结构的激光晶体材料研究

本文简要介绍了具有无序结构的双金属、三金属的钼酸盐和钨酸盐晶体的结构特征、光谱特性,讨论了无序晶体结构对激光晶体的谱线均匀展宽的影响。综合无序结构的双金属、三金属的钼酸盐和钨酸盐晶体的光谱特性,相信它们可以成为一类LD泵浦的全固态激光晶体材料。     

LD泵浦激光晶体材料的新发展

近年来,在激光二级管(LD)的迅速发展和外部市场需求的推动下,形成了一道激光晶体材料新的市场风景线.研究更多更适合于LD泵浦的高效率,宽吸收带的激光晶体的工作非常活跃.本文对固态激光晶体材料的发展作了简要的叙述.分别按照1-μm、2-和3-μm发射波长区域和可调谐激光晶体,评述了10种新发展的LD泵浦激光晶体的特性.     

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;.     

Cr,Nd:GSAG晶体生长、光谱及LD泵浦激光性能研究

Cr,Nd:GSAG是一种性能优良的激光晶体,但是关于它的LD泵浦激光性能的研究很少.用提拉法生长了Cr,Nd:GSAG晶体,测定了它的化学成分、结构,初步测试了它的激光性能.晶体的(111)面X射线摇摆曲线半高全宽为0.055°.采用Rietveld方法精修X射线粉末衍射谱得到了Cr,Nd:GSAG晶体的原子结构参数、温度因子等.Cr,Nd:GSAG的最强吸收峰位于808.6nm处,吸收截面为3.38×10-20cm2.808nm光激发下,Cr,Nd:GSAG的最强发射峰位于1060nm,发射截面为6.04×10-20cm2,并测得激光上能级4F3/2的荧光寿命为274μs.利用808nm连续波LD泵浦实现了1060nm的激光输出,在输入功率为8.88W时,最大输出功率为0.513W,斜效率为6.73;,光-光转换效率为5.78;.此外还讨论了Cr,Nd:GSAG晶体中的Cr3+与Nd3+之间的能量传递机理.     

Nd：GdVO4激光晶体的光谱性质和热学性质

用提拉法生长了Nd:GdVO4单晶，测量了其室温吸收谱和室温荧光谱，测量了其热扩散系数α和比热Cp,从而得到了其热导率λ。可以看到Nd：GdVO4晶体的吸收波长在808nm附近，与已经商品化的GaAlAs LD的发射波长能很好地匹配，从而增加了吸收效率，并且Nd：GdVO4晶体具有较高的热导率，有望在高功率的激光系统中获得应用。所以Nd：GdVO4晶体是理想的激光材料。     

Nd:YbVO4激光晶体的生长及热学性质

用提拉法沿a轴和c轴成功生长出质量优良的Nd:YbVO4新型单晶.采用HRXRD-D5005型高分辨X射线衍射仪测得晶体的摇摆曲线,可以测得(400)面的半峰宽为70.92″,(004)面的半峰宽为19.80″.测得掺杂浓度为1;原子分数Nd:YbVO4晶体中Nd离子的有效分凝系数Keff为0.54.在298.15～573.15K温度范围内测量了晶体的热膨胀系数,αa=2.6×10-6/K,αb=2.5×10-6/K,αc=8.7×10-6/K;测得比热值为0.45～0.65J/g·K.测量了晶体的热扩散系数a,从而得到了其热导率λ.     

用于二极管泵浦的Nd∶YAG激光器上的光学薄膜

本文主要阐述对二极管泵浦的Nd∶YAG激光器中所用到的两种光学薄膜的设计:一端对808nmHT(高透),1064nmHR(高反);另一端对808nmHR,1064nmAR(增透).所设计的膜采用光控法镀制,结果满足客户使用要求.     

Nd∶GdVO4晶体生长及其1064nm的激光特性

本文报道了用Czochralski方法生长Nd∶GdVO4晶体,测量了该晶体的偏振吸收谱和荧光谱,表明晶体在808.5nm有吸收峰,其发射波长在1064nm.晶体中掺Nd浓度的原子分数为1.56;的Nd∶GdVO4的4F3/2荧光寿命为100μs.用激光二极管泵浦1mm厚的Nd∶GdVO4晶体,得到了超过1W 1064nm的输出光,泵浦阈值为20mW,光-光转换效率为55.9;,斜效率为63;.     

Nd:NaY(WO4)2激光晶体光谱性能研究

Nd:NaY(WO4)2 是一种性能优良的激光晶体.本文采用提拉法生长了Nd:NaY(WO4)2晶体,测试了该晶体的吸收光谱和光荧光光谱.结果表明,该晶体在804nm、752nm、586nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合于LD泵浦.从光荧光光谱得到发射波长分别为1064nm和1350nm,并计算了晶体的吸收截面和发射截面.     

提拉法YVO4+Nd∶YVO4复合晶体的生长研究

采用提拉法成功生长出YVO4+Nd∶ YVO4复合晶体,相对于采用光胶方法键合的晶体具有免键合面洁净处理,免键合面抛光的优点.且不会出现类似键合过程中产生的色心、气泡、裂纹等缺陷.且较其它方法还省了工序,复合面结合稳固,操作方便简单,晶体光学性能优良等优点,本文对该方法进行了介绍.     

Nd:YAG/Cr4+:YAG键合棒的制作与激光性能

采用直接键合的方法将Nd:YAG激光棒与Cr4+:YAG调Q元件结合在一起,对Nd:YAG棒和Cr4+:YAG在键合前后的激光性能进行了实验比较.结果表明,键合技术能够有效地提高输出能量,压窄脉宽.     

激光晶体Zr∶Yb∶LiNbO3的生长及光谱性质研究

采用Czochralski技术分别生长了双掺Zr4+(1mol;,2mol;,3mol;)和Yb3+(0mol;,1mol;,1mol;)的Zr∶Yb∶LiNbO3晶体.测试了晶体的XRD图谱并与标准图谱进行了比较.测量了晶体的红外透射光谱,OH-的振动吸收峰分别位于3485 cm-1、3488 cm-1和3488 cm-1,当Zr4+浓度达到2mol;以后,继续增大Zr4+浓度,OH-的振动吸收峰不发生移动.研究了晶体的室温吸收、发射光谱和荧光寿命特性,表明Zr∶Yb∶LiNbO3晶体是一种潜在的可用来发展具有抗光损伤的新型激光晶体材料.     

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∶GdVO4热常数的测量和激光性能研究

中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO4晶体,用机械分析仪来测量Nd∶GdVO4晶体的热膨胀系数, 沿c方向的热膨胀系数为7.42×10-6/K,而沿a方向的热膨胀系数只有1.05×10-6/K,比同比Nd0.0054Y0.9946VO4晶体样品测量结果小.差示扫描热计法测量了Nd∶GdVO4晶体的比热, 298K时为0.52J/g*K.首次用激光脉冲法测量了Nd∶GdVO4晶体的室温热导率.实验表明,Nd∶GdVO4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m*K, 比Nd∶YAG晶体高(测得10.7W/m*K),其<100>方向的热导率为10.1W/m*K.激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd∶GdVO4晶体具有比Nd∶YVO4晶体更加优良的性能.     

大尺寸Nd,Ce∶YAG激光晶体的生长及缺陷研究

双掺Nd,Ce∶YAG晶体相比传统的Nd∶YAG具有输出能量高、激光振荡阈值低的优点。近几年高能效固体激光器的发展对大尺寸、高质量Nd,Ce∶YAG晶体的需求越来越大。采用提拉法生长大尺寸Nd,Ce∶YAG时,极易出现包裹物和开裂缺陷。本文通过理论与实践相结合的方式分析了晶体在生长过程中产生缺陷的原因,并提出了解决办法,成功生长出直径ø50 mm等径长150 mm的高质量Nd,Ce∶YAG单晶。本研究可为批量化生长大尺寸Nd,Ce∶YAG晶体的质量改进提供方向和指导。     

Nd3+∶Gd0.2Y0.8Al3(BO3)4激光晶体的研究

测定了Nd3+∶Gd 0.2Y0.8Al3(BO3)4-K2MO3O10-B2O3生长体系的生长温度曲线,生长出尺寸达32mm的Nd3+∶Gd0.2Y0.8Al3(BO3)4激光晶体,并从中切割出尺寸为4mm×5mm×6mm的优质激光器件,采用钛宝石模拟LD泵浦,在1.06μm处得到48mW的激光输出,激光阈值17mW,光-光转换效率为20%.