大尺寸Nd3+:GGG激光晶体的单胞参数计算和组分分析

采用提拉法生长了直径为136mm的Nd3+:GGG单晶,通过X射线衍射和X射线荧光对晶体的结构、成分沿生长方向和径向的变化进行了测试分析.结果表明单胞晶格参数沿晶体的生长方向和径向均逐步变大,平均变化率分别为3.1×10-6(A)/ mm、1.3×10-5(A)/mm;沿着晶体的生长方向,Nd和Gd组分按指数函数规律逐步增加,而Ga组分则按高斯函数逐渐减小.沿晶体径向从内到外,Nd、Gd组分按线性规律逐渐增大,其变化率分别为0.0014 at;/ mm、0.00924 at;/ mm,Ga组分则按线性规律减小,变化率为-0.0117 at;/ mm.这些变化主要是由于Nd3+的分凝效应、Ga挥发所导致.     

5英寸Nd:GGG激光晶体的生长

本文介绍采用提拉法,运用上称重自等径技术(ADC)生长5inch的掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体.通过调整生长工艺参数,优化温场结构,我们成功生长了5inch的Nd:GGG晶体.晶体外观完整,无宏观缺陷,有望作为激光工作物质用于强固体热容激光器中.此外,我们对晶体的外形和生长界面作了讨论.     

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.     

化学腐蚀法研究Nd:YAG晶体位错

采用化学腐蚀法研究Nd∶YAG晶体位错.研究发现,腐蚀剂、腐蚀温度以及腐蚀时间对位错的显示都有影响.浓磷酸腐蚀剂在220 ℃下腐蚀20 min时,显示的位错最为清晰.蚀坑形状为菱形,经过计算,位错密度大约为10~3 cm~(-2).同一种腐蚀剂在不同的腐蚀时间所形成的位错蚀坑大小和形貌是不同的.同时发现在样品的边缘有位错塞积群.     

溶胶-凝胶燃烧法合成Nd:GGG激光陶瓷粉体

采用溶胶-凝胶燃烧法成功合成了Nd:GGG激光陶瓷粉体,讨论了溶胶-凝胶的转化,并对Nd:GGG粉体进行了XRD、TG-DTA、SEM及荧光光谱分析.XRD分析表明1000℃是Nd:GGG粉体合成的最佳温度,并且随着煅烧温度的升高粉体的粒径长大,SEM观察发现在1000℃下粉体粒度均匀,平均粒径为100nm,荧光光谱测试结果表明荧光发射的最强峰位于1061.54nm处,是Nd3+的4F3/2-4I11/2谱相导致的荧光发射.     

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.     

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。     

溶胶-凝胶法制备Nd:GGG透明陶瓷纳米粉体

溶胶-凝胶法制备出Nd3+∶Gd3Ga5O12(Nd:GGG)透明陶瓷纳米粉体.以TG-DTA、红外光谱、XRD、TEM、电子衍射和电子能谱等测试手段,对前驱体及烧成粉体的结构和形貌进行了研究.结果表明,Nd∶GGG超细粉体的最佳烧成温度为1000℃,粉体样品粒度小、粒径均匀,在70～100nm之间.     

Nd:YbVO4晶体的拉曼光谱和荧光光谱研究

用群论的方法计算了Nd:YbVO4晶体的拉曼活性振动模数目,在室温下测得了其极化拉曼谱线,并指认了在不同几何配置下,各振动模式所对应的频率.同时,测得了室温下晶体的吸收谱,得到了中心波长为808 nm吸收峰的半高宽为12 nm,并在J-O理论的基础上计算了晶体的光学参数,其三个晶场参数分别为Ω2=6.88945×10-20 cm2、Ω4=4.13394×10-20 cm2、Ω6= 4.54503×10-20 cm2,并由此得到4F3/2能级的荧光寿命为178.69 μs,1062 nm处的荧光分支比为48.85;,积分发射截面为2.7867 10-18 cm2.分别在808 nm、940 nm激发下测得晶体室温发射谱,观察到了Nd→Yb以及Nd←Yb间的能量传递现象.     

激光晶体Nd3+:Gd3Ga5O12中的核心和小面生长

Nd3+:Gd3Ga5O12(Nd:GGG)晶体是热容固体激光器的一种重要的工作介质.采用提拉法沿〈111〉方向生长出了Nd:GGG单晶,利用激光器、应力仪和偏光显微镜等仪器和方法,对晶体的小面生长及核心等缺陷进行了观察,分析了小面生长的机理,并提出了消除这些缺陷的办法.通过研究,为改善生长工艺、生长大尺寸优质Nd:GGG晶体提供参考.     

掺钕钆镓石榴石晶体生长及完整性研究

本文采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,并对晶体缺陷进行了系统分析,对晶体组分过冷分析结果发现,组分过冷在晶体中产生了空洞,对空洞中的物质进行了扫描电镜及能谱分析,发现组分过冷产生了第二相,用化学侵蚀法显示侵蚀坑的形貌基本呈三角形,并且位错产生了滑移现象,滑移原因是晶体切片时的外力造成的.     

Nd∶Y_3Al_5O_(12)透明激光陶瓷的光学性能

采用固相合成法制备了Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG)透明激光陶瓷.用V型棱镜法测量了Nd:YAG陶瓷的折射率.用干涉仪测量了陶瓷的光学均匀性.测试了Nd:YAG透明陶瓷的透过光谱、吸收光谱和荧光光谱,在1064 nm的直线透过率达到80%以上,并计算其吸收系数、吸收截面和发射截面.根据Judd-Ofelt理论,拟合出晶体场强度参数Ωt(t=2, 4, 6)为:Ω2=0.32×10-20 cm2, Ω4=2.72×10-20 cm2, Ω6=5.39×10-20 cm2.荧光辐射寿命τrad为248.61 μs,计算的荧光分支比β为:β1=34.613%, β2=52.814%, β3=10.697%, β4=0.621%.并将Nd:YAG陶瓷的吸收光谱、荧光光谱与Nd:YAG单晶进行了对比.     

The effect of crucible bottom deformation on the quality of Nd:GGG crystals grown by Czochralski method

In this paper, we report the growth of neodymium doped Gadolinium Gallium Garnet (Nd: GGG) crystal using Czochralski (CZ) method, and study the effects of crucible bottom deformation and thermal insulator thickness on the growth process and crystal quality. Garnet structure and <111> crystallography orientation of the crystal were confirmed by the X‐Ray diffraction (XRD) analysis. Macroscopic defects, residual stresses, quality, and homogeneity of the crystals were investigated by means of parallel plane polariscope and laser fizeau interferometer respectively and the results compared together. Experimental observations show that the crucible bottom deformation from flat to convex, and decreasing the thickness of zirconia insulator under the crucible result in the formation of lateral cores and increasing the crystal inhomogeneity and tensions, leading to the decrease of the crystal quality. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Characterization of large‐sized Nd:YAG single crystals grown by horizontal directional solidification

Nd³⁺‐doped Y₃Al₅O₁₂ single crystals have been grown by the horizontal directional solidification (HDS) method in different thermal zone. The Grashof (G_r), Prandtl (P_r), Marangoni (M_a) and Rayleigh (R_a) numbers of melt in HDS system have been discussed for our experimental system to understand the mechanism of melt flow patterns and concentration gradient of dopant. The concentration gradient of Nd³⁺ ions was explained with melt flow processes during crystal growth in different thermal zone, and results indicated that high growth temperature will be helpful for uniformity of dopant in HDS‐grown single crystal. The main microscopic growth defects such as bubbles and irregular inclusions in HDS‐grown Nd:YAG crystals were observed, and the causes were discussed as well. (© 2012 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Na+,Dy3+,Eu3+掺杂YAG荧光粉的光学性能

本文用高温固相法制备了Na+,Dy3+,Eu3+掺杂YAG系列荧光粉.通过改变掺杂的Dy3+浓度、激发波长、掺杂Na+,研究其对发光的影响.X射线衍射结果显示,硼酸、Na+、Dy3+、Eu3+掺入基本不影响YAG的立方晶相,且随Na+、Dy3+、Eu3+浓度增加,样品衍射峰位置向小角度偏移.用λem=590 nm监测D...