高质量LiCaAlF6晶体生长条件的探索

本文报道了采用提拉法在不同加热系统中和不同生长气氛下进行的LiCaAlF6晶体生长的实验,以探索高质量晶体的生长条件,并讨论了在晶体生长过程中晶体内部和表面上的某些缺陷的形成原因.为了获得高质量的晶体,抑制原材料的氧化和挥发,实现生长过程的稳定控制,是晶体生长过程中不可忽视的三要素.在较小的温度梯度、较高真空度(2×10-2Pa)、敞开式保温体系、较高控温精度(±0.1℃)及充入保护气体CF4条件下,可生长高质量的LiCaAlF6晶体.     

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.     

Cr4+,Yb3+:YAG晶体的生长及其吸收特性

用提拉法生长了Cr,Yb:YAG晶体,研究了在室温的吸收光谱特性以及氧化性气氛退火对其吸收特性的影响.在室温吸收光谱中存在着五大吸收带:在440nm和605nm存在着Cr3+离子的两个吸收带,而且退火使其发生了明显的"红移";在937nm和968nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管泵浦;而且在1.03μm处有一Cr4+离子的吸收峰,可用作可饱和吸收体,从而可以实现对Yb3+的自调Q激光输出.在氧化性气氛下退火对晶体吸收特性及缺陷的影响是:退火使晶体的缺陷明显减少而且使Cr4+浓度得到进一步的增加;Cr4+离子浓度的增加主要是由于二价阳离子Ca2+进入相应的Y3+晶格所造成.并且从晶格场的角度讨论了退火使Cr3+离子的吸收带发生"红移"的原因.     

Cr：Tm：YAG晶体生长及其特性研究

本文详细研究了提拉法生长Ｃｒ：Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的原料配制和晶体生长工艺，研究了晶体生长过程中出现的主要缺陷，测试了晶体的吸收光谱，荧光光谱及激光性能。结果表明，Ｃｒ：Ｔｍ：ＹＡＧ晶体是一种优良的中红外灯泵激光材料。     

Cr:Nd:YCa4O(BO3)3光谱参数的计算

采用Czochralski法生长了透明均匀的Cr:Nd:YCaO(BO3)3晶体,生长的晶体尺寸为φ42.5×50mm,生长参数为提拉速度为0.6mm/h,转速为25r/min.测定了其室温吸收谱.根据Judd-Ofelt理论拟合了Nd3+离子的强度参数Ωλ:Ω2=0.734×10-20,Ω4=6.814×10-20,Ω6=2.476×10-20;并计算了各能级跃迁的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比.其中4F3/2能级的寿命τtot=271.64μs,4F3/2→4I9/2的荧光分支比βc=58.01;.并对实验结果进行了讨论.     

Cr3+:LiSrAlF6的晶体生长及其激光性能研究

采用坩埚下降法生长了Cr3+:LiSrAlF6(Cr:LiSAF)晶体.以功率为900mW,波长为488nm的单线氩离子激光泵浦6mol;的Cr:LiSAF晶体,实现了Cr:LiSAF激光器的飞秒级自锁模运转,得到了脉冲宽度为40fs,重复频率为100MHz,平均输出功率为45mW的稳定的锁模脉冲序列.用闪光灯泵浦1mol;的Cr:LiSAF激光棒,在输入能量为120J时,得到了1270mJ的激光输出,斜效率达2.27;.     

Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体生长及开裂研究

本文采用提拉法生长了Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体,并从理论上讨论了热应力、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了掺铬、镱和钬钇铝镓石榴石激光晶体生长的最佳工艺条件:温度梯度为0.5℃/mm,提拉速度1～2mm/h,晶体转速20～40r/min,冷却速率不超过20℃/h.     

Cr3+∶LiSr0.8Ca0.2AlF6晶体生长及其激光特性

在国内首次用提拉法成功地生长出大尺寸改性的Cr∶LiSAF晶体Cr3+∶LiSr0.8Ca0.2AlF6,晶体毛坯尺寸达25mm×130mm.测量了该晶体在室温下的吸收及发射光谱,并实现了其闪光灯泵浦条件下的激光运转.单灯泵浦最大输出能量5.2J,激光阈值35.7J.     

Nd：GdVO4晶体生长及其1064nm的激光特性

本文报道了用Ｇｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ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,其发现波长在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１Ｗ１０６４ｎｍ的输出光,泵浦阀值为２０ｍＷ,光－光转换效率为５５．９％,斜效率为６３％。     

Cr:LiSAF可调谐激光晶体的生长及应用

本文报道了高质量Cr:LiSrAlF6(简称Cr:LiSAF)晶体的软坩埚下降法生长及其激光特性.采用"固相反应"氟化法处理原料,能有效的去除原料中的氧化物成分和水,得到可用于晶体生长的纯净原料;用厚度仅为0.06～0.09mm的铂金软坩埚,温度梯度控制在20℃/cm以下,用低速率的坩埚下降法生长出尺寸达φ20×130mm的优质单晶,能实现1mol;～15mol;各种浓度的均匀掺杂.在闪光灯泵浦的条件下,该晶体脉冲激光输出能量为3.45J,晶体的储能密度达到2.46J/cm3,激光斜效率高达5.85;,点效率为3.32;.用488nm的单线氩离子泵浦Cr:LiSAF晶体,获得了脉冲宽度40fs、平均输出功率45mW的稳定自锁模脉冲序列.     

Transmission Electron Microscope Study of Secondary Phases in Cr3+:LiCaAlF6 Single Crystals

Cr³⁺-doped LiCaAlF₆ single crystals, considered as promising laser materials, contain secondary phases of different sizes and shapes which can be observed as "needles" or "dust" by light microscopy. TEM investigations presented in this paper give evidence for precipitation as the reason for the so-called microscopic "dust". The elongated shape of the so-called "needles" seems to be a consequence of the microscopic growth of facets which become visible by the decoration of the facet boundaries with microscopic precipitates.     

Cr:LiSrAlF_6 晶体生长及其性能表征(英文)

本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr:LiSrAlF6晶体及其激光特性。采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水。在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr:LiSrAlF6晶体尺寸达到2 0mm× 130mm。均匀的Cr3 +掺杂浓度为 1～ 15mol%。从XRD谱图计算出的Cr:LiSAF晶体点阵参数为a =0 .5 0 2nm ,c =0 .96 7nm。测试了晶体的吸收曲线 ,并分析了其吸收与能带结构的关系。实现了闪光灯泵浦的Cr:LiSAF激光器运转 ,激光转换斜效率达到 5 .85 %。     

Cr:iSrAlF6晶体生长及其性能表征

本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr:iSrAlF6 晶体及其激光特性.采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水.在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr:iSrAlF6晶体尺寸达到φ20mm×130mm.均匀的Cr3+掺杂浓度为1～15mol;.从XRD谱图计算出的Cr:iSAF晶体点阵参数为a=0.502nm,c=0.967nm.测试了晶体的吸收曲线,并分析了其吸收与能带结构的关系.实现了闪光灯泵浦的Cr:iSAF激光器运转,激光转换斜效率达到5.85;.     

Nonstoichiometry of the New Laser Host LiCaAlF6

LiCAF (LiCaAlF₆) and LiSAF (LiSrAlF₆) single crystals were grown by the Czochralski technique. DTA measurements of the grown crystals and of different mixtures within the ternary systems LiF—Me^IIF₂—AlF₃ (Me^II = Ca, Sr) lead to the conclusion, that LiCAF melts incongruently with a deficiency of CaF₂. For LiSAF congruent melting and no deviation from the ideal stoichiometry could be observed. From DTA results the enthalpies of fusion were determined: ΔH_LiCAF ≈︂ 110 kJ/mol, ΔH_LiSAF ≈︂ 80 kJ/mol. The circumstance, that LiSAF crystals are usually reported to have much better optical properties in comparison to LiCAF is attributed to these differences in the thermodynamic behaviour.     

CdSe晶体及掺Cr2+激光器的研究进展

以CdSe晶体光参量振荡器为代表的中红外激光器在生物、医疗和军事等诸多领域有着广泛的应用前景.本文总结了生长CdSe单晶的工艺方法包括熔体法、熔剂法和气相法等,其中常用的为气相法,近年来高压垂直梯度冷凝(HPVGF)技术也逐渐被采用.国内外将本征CdSe晶体用于光参量振荡器件(OPO),适用于多种激光器泵浦源,且输出功率不断提高.而Cr2+的掺杂能有效提高泵浦效率,实现波长的连续可调.     

LiTaO3:Cr3+晶体中Cr3+离子占位及其EPR参量的理论研究

利用Racah不可约张量算符法和Winger定理,建立了d3(C*3v)电子组态的能量矩阵及其全组态EPR理论;借助Newman的叠加晶场模型和自旋哈密顿理论,研究了EPR参量与LiTaO3:Cr3+晶体结构参数之间的定量关系.在此基础上,研究了LiTaO3:Cr3+的EPR参量及其电子光谱,理论与观测一致.定量研究表明:LiTaO3:Cr3+晶体中,Cr3+离子取代了Ta5+离子而不是Li+离子.