大尺寸掺钕和掺铥铝酸钇晶体的生长和退火技术

通过分析铝酸钇(YAP)晶体产生孪晶、开裂、色心和弥散性散射的原因,探讨了克服这些缺陷和问题的技术途径.采用提拉法生长了b轴方向的掺钕和掺铥铝酸钇(Nd:YAP和Tm:YAP)晶体,通过温场系统、生长工艺参数和切割工艺的优化,克服了晶体开裂的问题,晶体直径达到46mm;通过真空退火工艺,既显著减轻了紫外和可见区的色心吸收,又减小了晶体的应力,有助于克服晶体在加工过程中的开裂问题.晶体生长实验和晶体的显微观察表明:YAP晶体中的弥散状散射很可能同熔体中组分的均匀性有关,通过增大晶体的直径,增强强迫对流有助于减轻晶体中的弥散状散射.高质量b轴Nd:YAP和a轴Tm:YAP晶体已分别实现二极管泵浦大于140W的1.079μm和大于10W的1.99μm激光输出.     

掺钕钒酸钆晶体的光谱特征

掺钕钒酸钆(Nd∶GdVO4)是性能优良的新型激光晶体,晶体在808nm处的吸收截面σabs=3.261×10-19cm2,在1064nm处的发射截面σem=9.283×10-20cm2,热导率与YAG相近,适合于LD泵浦,可用于研制全固化、低阈值、高效激光器。本文详细测定了其室温吸收光谱和荧光光谱,给出了Stark能级分裂数值。由于次近邻原子电负性较小,4I9 2→2P1 2谱线红移加大。晶体结构对超灵敏跃迁的影响大于非超灵敏跃迁。在0.91μm处有较强的荧光发射。     

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;.     

Nd∶YAG激光晶体单程损耗的研究

本文对导致Nd∶YAG激光晶体单程损耗的原因进行了分析,并建立了一套精确测量Nd∶YAG激光晶体单程损耗系数的测试系统.选用了与以往测量损耗系数方法不同的测试思路.通过该系统可直接测量激光工作波长单次通过Nd∶YAG 晶体时所引起的光损耗.文中对测试物理过程及数学模型的建立进行了阐述,并分析了端面反射率对测试结果的影响;研究了各种生长缺陷对激光工作波长所造成的损耗;讨论了测试不同通光面晶体损耗的方法;并实现了计算机全过程的自动数据采集及处理.