掺钕钒酸钇单晶生长研究

对掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)的多晶料制备、单晶生长、晶体生长形态、掺质分凝效应等进行了系统研究.本文报道了该研究的主要结果.     

掺钕钒酸钇原料合成与熔体特性的关系

钒酸钇原料(熔料)在高温氧气氛中钒的氧化物具有预蒸发,而在高温缺氧的气氛中高价钒离子(V5+)会分解成低价钒离子(V4+或V3+)以及在晶体生长过程中存在着掺质Nd3+的分凝效应等特性.因此,在原料合成中,除了强调原料合成规范化(保纯性、均匀性及重复性)外,还要对初始原料及添加料的组分和掺质浓度进行适度调节.其目的是在熔体剩料多次重复使用时,所生长的晶体中Nd3+浓度基本不变,而且所生长的晶体能保持单相生长.     

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;.     

ZnWO4：Mn^2＋晶体生长及光谱特征

采用Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ技术生长出光学质量的ＺｎＷＯ４：Ｍｎ＾２＋单晶。根据所测吸收谱，荧光光谱，激光光谱和荧光寿命，推导出激活离子能级图。结果表明，在低对称晶体中，Ｍｎ＾２＋离子呈现出以５８８．６ｎｍ为中心的宽带荧光，由光谱数据可以看出，该晶体为一潜在短波长可调谐激光工作物质。     

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.     

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％。     

大尺寸优质钒酸钇(YVO4)双折射晶体生长

采用硝酸脱水合成的原料,异型大口径铱坩埚,近平界面生长技术以及真空增氧退火工艺,成功地生长出直径为30～35mm,长度为50mm完整透明,无散射中心,无核芯的YVO4单晶.     

Thermal and Laser Properties of Nd:YVO4 Crystal

Nd:YVO₄ crystal has been grown by Czochralski method. The data of thermal expansion and specific heat have been measured. The thermal expansion coefficients along a- and c-axis are a₁ = 2.2 x 10^-6 /K, and a₃ = 8.4 x 10^-6 /K respectively. The specific heat is 24.6 cal/mol x K at 330 K. The large anisotropy along c- and a-axis of thermal expansion coefficients is explained by the structure of YVO₄ crystal. 921 mW output laser at 1.06 mikrom has been obtained with a 3 mm x 3 mm x 1mm crystal sample when pumped by 1840 mW cw laser diode, and the slope efficiency is 55.5%.     

掺铈钒酸钇晶体的生长及光学性质的研究

报导了采用提拉法生长的高质量的掺铈钒酸钇(Ce:YVO4)晶体,其中Ce3 离子的掺杂浓度为1.0%原子分数。对加工好的掺铈钒酸钇晶片进行了吸收光谱和荧光光谱的测量。三个吸收峰的中心波长分别在473nm、557nm和584nm。400~600nm的发射带包含两个发射峰,其中心波长分别在424nm和469nm处。文章从能级结构上对Ce:YVO4晶体光谱的产生机制进行了讨论。     

Investigations on the Growth and Laser Properties of Nd:GdVO4 Single Crystal

In this paper, we report the growth of laser crystal Nd:GdVO₄ by the Czochralski method, and discuss the morphology of the crystal. The polarization absorption and emission spectra of Nd:GdVO₄ were measured. The lifetime of the Nd:GdVO₄ at 1064 nm is 100μs. An output power up to 1 W at 1064 nm has been achieved with a 3 mm × 3 mm × 1 mm crystal sample when pumped by a 1.9 W cw laser diode.     

Nd:GdVO_4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GdVO_4晶体,用机械分析仪来测量Nd:GdVO_4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α方向的热膨胀系数只有1.05×10~(-6)/K,比同比Nd_(0.0045)Y_(0.9946)VO_4晶体样品测量结果小。差示扫描热计法测量了Nd:GdVO_4晶体的比热,298K时为0.52J/g·K。首次用激光脉冲法测量了Nd:GdVO_4晶体的室温热导率。实验表明,Nd:GdVO_4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:GdVO_4晶体具有比Nd:YVO_4晶体更加优良的性能。     

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.     

新型高效激光物质-Nd:YGdVO4混晶

液相法合成了GdVO4和YVO4多晶料,提拉法成功生长了低浓度掺钕的不同钆钇比YGdVO4混晶.X射线荧光分析法分析了晶体组分.吸收谱和透射谱显示,Nd:YGdVO4具有更大的吸收半宽.不同Gd/Y浓度比的晶体激光性能有所不同,最大1.06μm激光输出达到7W,同时晶体在1.34μm 的激光输出超过了3W.Nd:YGdVO4混晶是一种新的具有潜力的激光晶体.     

改善Nd:YVO4晶体光学均匀性的工艺研究

以浓度分布差小和退火后光学均匀性好为目的,通过改造温场,分阶段调整生长界面、搅拌速度、提拉速度、温度、时间等工艺参数,改善了Nd:YVO4激光晶体的光学质量和光学均匀性.     

Nd:LuVO4晶体光谱参数的计算及其分析

测定了Nd:LuVO4晶体的室温吸收谱;根据Judd-Ofelt理论拟合了Nd3+离子的三个晶场调节参数Ωt(t=2,4,6)的值分别为8.235×10-20cm2,4.683×10-20cm2,6.090×10-20cm2;计算了各个能级跃迁的谱线强度、振子强度、吸收截面等,进而计算了4F3/2态的自发跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面,并对结果作了分析.     

低掺磷对Yb:YVO4晶体性能影响的研究

采用提拉法生长出Yb:YPxV1-xO4(X=0.02,0.06,0.10)晶体。XRD测试表明晶体保持了四方锆石型结构,晶胞参数随着x的增大逐渐减小。ICP发射光谱分析显示P5 的分凝系数为1,Yb3 的分凝系数随着x的增大逐渐减小。吸收系数和吸收截面随着P含量的加大出现先增大后减小的变化。晶体的拉曼光谱表现出双声子过程的特征,随x的增加拉曼频移峰向高频率方向移动,线宽随之增宽。