Nd：YAG单晶光纤光学特性研究

本文测量了用激光加热基座法拉制的Nd:YAG单晶光纤(具有块状晶体)的吸收谱线,荧光谱线等光谱学特性.根据测得的散射特性分析了用该法拉制的单晶光纤的生长缺陷和直径波动及其与单晶光纤质量的关系.     

采用解析法对Nd:YAG单晶光纤的温度场研究

采用解析法对Nd:YAG单晶光纤激光器热效应相关的光纤温度场分布进行研究。建立了Nd:YAG单晶光纤热模型,在单晶光纤所满足的边界条件下通过解析求解热传导方程,得到在高功率808 nm泵浦光抽运下产生946 nm激光的单晶光纤温度场分布,并与传统Nd∶YAG激光晶体的温度场进行比较,然后分别与同泵浦条件下的有限元数值方法的分析结果进行研究对比,最后分析泵浦光参数、单晶光纤参数等对温度场的影响。结果表明,功率为86 W的泵浦光入射至单晶光纤端面的最高温升仅为30.98℃,明显优于同泵浦条件下传统Nd∶YAG晶体的端面温升结果94.37℃,与有限元数值法得到的Nd:YAG单晶光纤19℃温升结果相比,该解析法结果更接近于实验的测量值31℃,能够更精确描述晶体光纤温度场。本文可对单晶光纤激光器热效应的精确研究提供一定参考,进而有利于提高单晶光纤激光器的性能。     

荧光温度传感用Cr3＋:YAG单晶光纤特性研究*

对荧光温度传感用Cr3＋:YAG单晶光纤材料的制备和荧光温度特性进行了研究.用激光加热基座法制备端部Cr3＋离子掺杂的一体型YAG单晶光纤荧光温度传感头,对传感头的荧光温度特性进行了理论分析和实验研究.结果表明：随着温度升高Cr3＋:YAG单晶光纤荧光温度传感头荧光寿命单调下降,从-20℃的2.9ms下降到510℃的0.07ms,相应荧光寿命变化率从28μs/℃下降到0.4μs/℃.研究了Cr3＋离子掺杂浓度与荧光寿命关系,对用于荧光寿命型温度传感时传感头所能达到的测温分辨率进行了分析.     

光纤端面Nd:YAG激光诱导损伤分析

采用Nd:YAG激光对全石英多模光纤进行激光诱导损伤实验.结果全部为光纤端面损伤,主要是由光纤端面的杂质缺陷引起的.通过对激光损伤形貌的分析,明确光纤端面损伤机理.采用Matlab对光纤损伤端面进行图像处理,获得光纤端面损伤点的大小、出现频率和位置分布的统计特性.通过分析发现,光纤端面损伤点位置分布服从一定的规律,光纤前端面和后端面不同;光纤端面不同大小损伤点出现频率服从高斯分布;注入激光特性参数决定光纤前端面损伤特性,光纤传能特性以及光纤端面质量决定其后端面损伤特性.     

钕玻璃、Nd:YAG和Nd:GGG热容激光特性比较

考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,介质最高升温超过400 K,最大热致应力为25 MPa,接近其断裂极限的50%。在此条件下进行冷却,当水温为283 K时,需经过约120 s才基本恢复到初始工作状态。而Nd：YAG和Nd：GGG两种介质在相同输入工作条件下,工作时间可达10 s,且温度分布相对平坦,温差和热应力较小,经水冷约30 s可恢复到初始状态。但模拟计算中,发现Nd：YAG在冷却阶段的最大应力达77 MPa,已超过断裂阈值下限值的50%。兼顾冷却时间、材料所能承受的应力及晶体生长尺寸,以及实现100 kW的平均功率输出等因素,Nd：GGG晶体是目前三者中比较适合于作为高平均功率、重复率热容方式工作的激光材料。     

线阵激光二极管侧面抽运Nd:YAG激光器特性研究

依据四能级系统速率方程,推导出了多横模振荡固体激光器输出与输入参量的关系。对二极管抽运固体激光器中线阵激光二极管三向对称侧面抽运结构,计算了抽运光强分布,并就激光器的阈值抽运功率、近阈值条件下的斜率效率、输出功率和光束质量等与抽运参量的关系,进行了数值计算。由计算结果看出,线阵激光二极管侧面抽运Nd：YAG激光器中晶体半径和抽运光束腰半径是影响输出激光功率和光束质量的主要因素,并通过在谐振腔中加小孔选模,使光束质量得到明显改善。选择了一组三向侧面抽运结构参量进行了实验验证,实验结果与理论计算一致。     

高功率CW锁模Nd:YAG激光器动力学特性研究

本文对具有热效应的锁模激光器的动力学特性进行了研究。采用内腔声光振幅调制器对CW Nd:YAG激光器进行锁模,在泵浦功率为3.5千瓦时,获得了平均功率达10W的锁模激光输出,其脉冲幅值稳定度优于4%。     

Nd:YAG倍频激光器

本器件的激光振荡器采用平凸非稳腔、透射式耦合双45°LiNbO_3电光调Q开关,输出为线偏振光,准球面波,经补偿后为平面波,通过二级放大器,最后用Ⅱ类相匹配的KDP倍频器将输出由1.06微米变为5300埃的绿光。本系统输出具有脉宽窄、束宽小、谐波功率大等特点。 本器件不仅用于精密激光人造卫星测距,也可作为高次谐波、非线性混频、染料激光器等的激励光源。 激光器电源分5路,分别供给激光振荡器及放大器的光泵闪光灯。闪光灯采用预电离方式工作。 主要技术指标:     

重复频率Nd:YAG薄片激光器的时间特性

为了研究固体激光器弛豫振荡的时间特性,针对高功率大口径Nd:YAG薄片激光器,从工作物质的能级结构和离子跃迁过程出发,采用四能级速率方程模型,综合考虑泵浦速率、损耗因子、温度等因素对激光器起振延迟时间的影响,建立了速率方程组,推导出激光起振延迟时间的数学表达式,模拟分析了泵浦速率、损耗因子、温度对激光起振延迟时间的影响。为验证理论分析结果,在kW级重复频率运行V型腔Nd:YAG薄片激光器上开展了实验研究。在泵浦电流分别为34,40,50,70 A时测量了反应谐振腔内光子数和反转粒子数变化的弛豫振荡曲线。并测量了在泵浦电流为30~80 A情况下的激光器起振延迟时间。实验结果表明起振延迟时间随泵浦速率的增加而减少,与理论分析结果一致。     

退火直拉硅单晶中氧沉淀和诱生缺陷的电子显微镜研究

本文用超高压透射电子显微镜研究退火的高氧含量无位错直拉硅单晶中氧沉淀和诱生缺陷。在750—1050℃范围内氧沉淀是球状的α方英石。除了球状氧沉淀粒子之外还有一些具有{001}惯习面的方片状氧沉淀物。在950℃以上沿〈110〉方向从氧沉淀发射出冲压式棱柱位错环。这些位错环的柏氏矢量为α/2〈110〉、环面法线为〈110〉,它们是间隙型的位错环。这些位错环是从方片状氧沉淀物或从球伏氧沉淀粒子的聚集团发射出来的。当它们遇到障碍物时可能产生比较复杂的位错组态。实验中观察到由于层错攀移形成的台阶。热处理温度在850℃以下时,未观察到体内层错。 关键词：     

对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器线宽的研究

本文报道了同时采用Fabry-Perot标准具和光栅监测对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器输出线宽的初步结果,通过改变泵浦能量获得0.11nm～0.25nm的激光线宽,表明了自相关调制在锁模激光脉冲线宽展宽中起着重要的作用;并对一些相关实验进行了观测。     

钇铝石榴石单晶缺陷的X射线透射形貌术观察

对提拉法生长的YAG单晶首次用X射线透射形貌术观察。揭示了YAG单晶的生长条纹、奇异小面以及垂直于生长条纹的位错线束等生长缺陷,并对这些缺陷作了简要的分析。 关键词：     

单晶Nd3Co的低温压力效应研究

本文测量了沿Nd3Co单晶b轴在不同压力下电阻率随温度的变化,并对Nd3Co的居里温度和磁性转变场随压力的变化规律进行了研究.结果表明:随着压力的增大,样品剩余电阻率逐渐减小,居里温度平均每GPa 升高2.1 K,磁性转变场平均每GPa增大0.9 T.通过对结果的分析,可以认为压力增大使样品中原子间距变小,晶粒间的连接更加紧密,导致电阻率减小;原子间距变小,4f电子和传导电子间的关联增强,导致样品中Nd离子磁矩的转向变得困难,从而磁性转变场增大.     

电子型超导体Nd1.85Ce0.15CuO4单晶输运性质研究

我们测量了最佳掺杂的Nd1．85Ce0．15CuO4单晶的电阻率和ab面以及c方向热电势．ρ-T曲线在高温下表现为非常好的直线,超导转变比较尖锐Tc,mid=20．6K,说明我们的样品品质很好．低温下的电阻率拟合结果表明频率大约100K的软声子模与载流子有强烈相互作用,这是极化子模型有力的证据．对于热电势结果,令人惊奇的是,无论数值还是曲线形状,包括低温曳引峰的位置,c方向的热电势Sc与ab面内的热电势Sab非常接近．这可能是某种共同的机制导致的结果．比较Nd1．85Ce0．15CuO4和Sm1.85Ce0.15CuO4的热电势曲线可以发现,二的数值和曲线形状基本相同,而与La1．85Sr0．15CuO4差异较大,这进一步说明了顶点氧在这些体系中的作用．     

200兆赫高功率CW锁模YAG激光泵浦源研究

本文报导一台200MHz 12W平均功率的CW锁模Nd:YAG激光泵浦源,输出脉宽约100ps,能够可靠地长期稳定运转。     

Yb：YAG晶体中的荧光浓度猝灭现象

在Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中发现浓度猝灭现象,对猝灭机制进行了分析研究,指出退火前晶体的荧光浓度猝灭现象主要由Ｙｂ＾２＋、色心和由此产生的晶格畸变所致高掺杂浓度时痕量稀土杂质离子的存在也将导致浓度猝灭,确定了Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中Ｙｂ＾３＋的理想掺杂浓度。     

聚丁二炔(polydiacetylene)单晶中的激光诱导光吸收

本文以聚丁(对甲苯硫酸)-2,4-己二炔-1,6-二醇酯[polylbis(p-toluene sulphonate) ester of 2,4-hexadiyne-1,6-diol](PDA-TS)单晶为例,分析其激光诱导光吸收机制,计算了单态和三态激子的结合能,认为PDA-TS中在1.35eV处的激光诱导光吸收峰是由于从³A_g到³B_u的跃迁所致,这与实验事实符合。     

ZnSe晶体中Mn2+离子的能级

研究了ZnSe:Mn的光导激发谱.室温下观察列两个峰:4600Å和5380Å.还研究了4400Å及5200Å激发下光导与温度的关系.根据这些实验认为:Mn2+离子的第一激发态4T1,非常接近导带.理论上导出了5200Å激发下光导对温度的依赖.调节参数将理论与实验进行拟合.从选定参数中得出:Mn2+的4T1态位于导带下0.054eV.4400Å激发下光导与况度的关系用陷阱的作用解释.陷阱深度估计为0.4eV.     

Bi2212单晶本征钉扎的不可逆线

通过输运测量得到了磁场垂直于晶体c轴时Bi2212单晶的不可逆线,发现在2 T附近发生变化趋势的改变,表明Josephson涡旋物质在此处可能存在相变或渡越行为.采用涡旋弯折扩展模型,分别讨论了低场/高温和高场/低温区域的不可逆线的表达式,并采用这些表达式很好拟合了实验得到的对应区域的不可逆线.