温度梯度法生长大尺寸钛宝石晶体研究

采用温度梯度法生长了不同掺杂浓度的钛宝石(Ti∶ Al2O3)激光晶体,经退火加工获得的最大晶体尺寸达到φ86 mm×37 mm.室温下利用紫外-可见-近红外分光光度计测试了晶体300～ 1000 nm波段的吸收,分析了该系列晶体的吸收特性.结合晶体径向527 nm的吸收测试分析了晶体径向掺杂均匀性,同时使用Zygo干涉仪测试了晶体的光学均匀性,结果表明所生长的大尺寸钛宝石晶体具有良好的掺杂及光学均匀性.通过化学腐蚀法,利用光学显微镜观察表征了晶体位错密度,为2.9 × 103/cm2.     

掺钛蓝宝石晶体热学性质研究

本文系统分析了掺钛蓝宝石晶体的热学性质.在303.15～ 764.15 K的温度范围内,晶体的主热膨胀系数分别为α1=3.8 ×10-6K-1和α3=6.4×10-6 K-1.298.15 K时,晶体的比热为0.766 J·g-1·K-1.采用激光脉冲法测试了晶体在303 ～570 K温度范围内的热扩散率.掺钛蓝宝石晶体的主热导率分量k与热力学温度T的函数关系通过拟合获得,为k1=-626.60772/(-2.52108T+706.53622)+5.96781和k3=-1347.76226/(-2.37632T+616.40571) +5.88351.     

钛宝石晶体的制备、光学和激光性能研究

阐述了温梯法生长大口径、高质量的掺钛蓝宝石晶体。生长的钛宝石在300~900nm波段具有较好的光学吸收特性,通过测定晶体横截面不同位置处的吸收系数来表征掺杂浓度的均匀性。测定钛宝石在200~1100nm波段的透射率,计算品质因素(FOM)值在240以上。钛宝石晶体的静态和单发放大的光斑质量较高、无畸变,其抽运激光的放大输出能量达到国际相同规格钛宝石的同等水平。