大尺寸Yb:YAl3(BO3)4晶体的生长及其自倍频激光性能研究

利用助熔剂法生长了高质量、大尺寸的Yb:YAl3(BO3)4晶体,讨论了晶体生长过程中各种工艺参数对晶体生长的影响;研究了晶体的自倍频绿光输出、自倍频黄光输出、锁模激光输出.     

双掺质KTP晶体倍频效应的研究

采用激光粉末倍频法,对掺入相同浓度Nb5+离子(1;)和相同浓度Nd3+,Yb3+,Tm3+等稀土离子(3;)的KTP-K6体系中生长的Nb:Nd:KTP,Nb:Yb:KTP和Nb:Tm:KTP双掺晶体进行了粉末倍频效应测试.结果发现,3种双掺质KTP晶体的粉末倍频效应较之KTP均有所提高.     

掺杂YCa4O(BO3)3晶体的生长与性质研究

采用提拉方法,首次使用铂坩埚在大气气氛下生长出大尺寸,高质量的非线性光学晶体YCa4O(BO3)3(YCOB).典型晶体尺寸为直径15～20mm,长度30～40mm.对晶体进行掺杂改性研究,已分别生长出掺杂浓度为5;的Nd:YCOB,Er:YCOB和掺杂浓度为20;的Yb:YCOB晶体.对沿不同方向生长的晶体的习性和缺陷进行了研究.晶体的生长是以典型的二维成核层状生长进行的.当沿方向生长时,晶体易出现(010)面孪晶及方向的解理面;而沿〈010〉方向生长时,可避免孪晶和解理面的出现.我们认为〈010〉方向为最佳生长方向.通过测量晶体的室温透过谱发现掺杂的YCOB晶体在深紫外(220nm)有较高的透过率(80;).初步的自倍频实验可观察到Nd:YCOB晶体能够在811nm的LD泵浦下产生较强的绿光,并且阈值较低.这表明掺稀土的YCOB晶体可能是一种有应用前景的自倍频激光材料.     

激光自倍频晶体YbxY1-xAl3(BO3)4的研究进展

本文回顾了自倍频晶体的发展过程:从Yb3+离子的能级结构和光谱特性出发,阐述了掺Yb3+激光材料的研究前景和研究意义;简述了本课题组在YbxY1-xAl3(BO3)4晶体方面所取得的研究成果;并对YbxY1-xAl3(BO3)4晶体的未来发展作了展望.     

蓝紫光倍频材料硫氰酸汞镉晶体生长动力学和机理的研究

利用倒置相差显微镜观察了用于蓝紫光倍频的硫氰酸汞镉晶体(CdHg(SCN)4)在3;的KCl溶液中的生长形貌:在(100)面上呈现为生长直线台阶列,在锥面上呈现生长丘.在溶液循环流动的情况下测量了晶体的生长速率,发现晶体在过饱和度低于2.5;时不生长.计算了晶体不同面的界面相变熵因子.通过三者综合分析得到晶体为多二维成核生长机制.     

新型激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3

首次利用提拉法生长了优质铬离子敏化激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3(Cr:Nd:GdCOB),发现当铬离子和钕离子双掺时,由于协同效应使铬离子容易进入GdCOB晶体中,测量了Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体的室温透过谱和荧光谱.Cr:Nd:GdCOB晶体在蓝紫外区比Nd:GdCOB晶体具有更强的吸收,适合于利用闪光灯泵浦.利用闪光灯泵浦分别对长度为7mm,沿最佳倍频方向(θ＝66.8°,φ＝132.6°)切割的Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体进行自倍频实验.Cr:Nd:GdCOB的激发阈值为0.9J,而Nd:GdCOB的激发阈值为1.0J.在10J的输入能量时,Cr:Nd:GdCOB输出绿光能量为2.46mJ,而Nd:GdCOB输出绿光能量为1.96mJ,说明在该晶体中,铬离子对钕离子有很好的敏化作用.     

Yb3+: Sr3Gd(BO3)3激光晶体的生长和光谱特性

采用提拉法(Czochralski)生长出了掺Yb3+的Sr3Gd(BO3)3晶体,晶体尺寸达到:25 mm×30 mm.测量了Yb3+: Sr3Gd(BO3)3晶体的吸收谱、荧光谱以及荧光寿命.Yb3+: Sr3Gd(BO3)3晶体在975 nm有一半峰宽为7 nm的强吸收峰,π谱的吸收跃迁截面σa=7.28×10-21 cm2,在1040 nm的发射跃迁截面σe=1.43×10-21 cm2.辐射寿命为1.46 ms, Yb3+浓度为13 at;时的荧光寿命f=2.14 ms,Yb3+浓度为0.5 at;时的荧光寿命f=1.21 ms.     

大尺寸优质激光晶体Nd3+/Yb3+∶NaY(WO4)2的生长和性能研究

采用提拉法生长了尺寸为φ25 mm×100 mm的大尺寸Nd3+与Yb3+掺杂的NaY(WO4)2晶体.对晶体的生长习性进行了讨论,利用XRD对晶体进行了相分析.测试了晶体的热膨胀特性,得到了主轴方向的热膨胀系数,测得沿c轴的膨胀系数大约为a轴的两倍.在室温下测试了Yb3掺杂的NaY( WO4)2晶体的吸收谱、荧光光谱和相关能级的荧光衰减,用标准与改进的J-O理论分析了吸收光谱与荧光光谱.结果表明,Yb3+掺杂的NaY( WO4)2晶体有着较好的光谱性能参数.采用氙灯泵浦Nd3+掺杂的NaY( WO4)2,实现了1.06 μm波段786 mJ的激光输出,同时在LD泵浦下,采用LBO晶体倍频,实现了87 mW的激光输出,基频光光转换效率为25;,斜率效率为7.98;.     

掺Yb3+钇铝石榴石晶体的生长和性能研究

用提拉法生长出φ40×190mm3的掺Yb3+钇铝石榴石(Yb∶YAG)晶体,摸索出了合适的温场系统、生长工艺和热处理条件.通过测量Yb∶YAG晶体在939nm处的透过率得出了其吸收系数与原始掺杂浓度之间的关系.所生长Yb∶YAG晶体的光-光转换效率为38.6;,斜率效率达55.1;.     

La2CaB10O19晶体三倍频特性表征

本文研究了LCB晶体主平面内有效非线性光学系数最大的相位匹配方向上的三倍频特性,所用LCB晶体切割方向为:θ=48.7°,φ=90°,晶体尺寸:4×4×10 mm3.测量了它的角度带宽:θ角的角度带宽△θ×1为1.15mrad-cm;φ角的角度带宽△φ×1为86.15 mrad-em.还对其温度带宽进行了测定,结果为7.6℃-cm.利用这块晶体,得到了最高为31.8％的三倍频转换效率,而在相同实验条件下用LBO晶体(尺寸与LCB相同)得到的转换效率最高为38.4％.