大尺寸优质Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4)晶体生长与性能研究

本文采用感应加热提拉法结合上称重自动控径技术,成功生长出大尺寸、高质量的翠绿宝石(Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4))晶体。晶坯等径圆柱体尺寸达到ϕ70 mm×140 mm,晶坯质量超过2800 g。通过冷光源照射晶坯,发现晶坯中心区域ϕ10~15 mm存在气泡。采用5 mW绿光激光照射ϕ8 mm×130 mm的翠绿宝石晶体棒,晶体内部无散射颗粒。利用Zygo激光平面干涉仪对晶体棒进行测试,波前畸变为0.3λ@632.8 nm。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了翠绿宝石晶体的铬离子掺杂浓度,并计算出轴向浓度梯度为0.5×10^(-4)~1.9×10^(-4)cm^(-1)(摩尔分数)。用Perkin Elmer Lambda-950紫外可见近红外分光光度计测试了不同掺杂浓度的翠绿宝石晶体在室温下的吸收光谱,并计算了吸收系数。这些研究结果为翠绿宝石晶体的应用提供了重要的基础数据。

基于YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体的被动调Q亚纳秒激光器

全固态被动调Q激光器有光束质量好、脉冲宽度窄、结构紧凑等特点,在雷达探测、工业制造等领域具有广泛应用前景。对YAG/Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体被动调Q激光器的输出特性进行了理论和实验研究,在泵浦光中心波长为808 nm、光斑直径为230μm、泵浦功率为6.72 W的泵浦条件下,获得了平均功率1.41 W、脉宽736 ps,重复频率8.46 kHz的调Q激光输出。进一步研究表明,随着泵浦光焦点远离Nd:YAG端面,激光光斑的对称性下降;且泵浦光焦点离Nd:YAG端面的距离沿晶体轴向增大时,激光阈值呈上升趋势。

Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/YAG键合晶体调Q激光输出特性研究

对激光二极管端面抽运Nd:YAG/Cr^(4+):YAG/YAG键合晶体的1 064nm被动调Q激光性能进行了研究.对比分析了Cr^(4+):YAG晶体初始透过率分别为84.9%和90.6%的调Q激光输出特性,以及不同耦合输出镜透过率对调Q性能的影响.结果表明,在特定抽运功率下,各输出特性参数的优化(高输出功率,高重复频率,窄脉冲宽度)分别对应一个最佳的输出镜透过率;随着抽运功率增加,对应最佳的输出镜透过率越大.对比两种初始透过率的Cr^(4+):YAG晶体对应的激光输出特性,84.9%初始透过率的晶体获得相对较低的平均输出功率,但相应的重复频率较小,脉冲宽度窄,使得调Q激光的峰值功率明显提高.采用30%透过率的耦合输出镜和10.4 W入射抽运功率下,获得了3.2 W平均输出功率、9.7ns脉冲宽度和52kHz重复频率的激光输出,经计算可知峰值功率达6.3kW.

Cr^(4+):YAG晶体作为激光器增益介质的特性研究

首先对Cr4+:YAG晶体的结构和频谱背景进行了研究,并对Cr4+:YAG晶体在辐射光谱作用下产生的热效应作了理论上的分析,提出了Cr4+:YAG晶体在固体激光器中的应用前景。

可饱和吸收体Cr∶YAG做被动调Q元件时的选模作用

研究了可饱和吸收体 Cr∶ YAG做被动调 Q元件时所表现出的选模作用 .理论分析和实验表明 :Cr∶ YAG晶体的“动态光阑”效果确保了激光器的基横模输出 ;而不同纵模形成振荡的难易差别也为脉冲单纵模的实现提供了条件 .

新型Q开关晶体Cr^(4+):YAG的生长和被动调Q研究

本工作采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+:YAG。所生长的晶体在空气中退火(1450℃)50小时后,晶体的颜色明显加深。吸收光谱测量表明晶体中的Cr4+离子浓度得到显著提高。在闪光灯泵浦的Nd:YAG激光器上对不同透过率、退火后的Cr4+:YAG晶体进行了被动调Q实验。结果表明所生长出的Cr4+:YAG晶体对Nd:YAG激光器具有很好的调Q作用。

新型Q开关晶体Cr^(4+)∶YAG的生长和退火研究

采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+ ∶YAG并对该晶体进行了退火研究。吸收光谱测量表明原生态晶体中已有少量Cr4+ 离子存在。晶体经空气中退火后Cr4+ 离子浓度和 1.0 6 μm处的吸收系数均显著提高。晶体生长和退火实验显示出晶体中Cr4+ 离子的浓度不仅取决于掺杂的Cr3 + 离子的浓度 。

基于Cr^(4+):YAG可饱和吸收体的高效Nd:YVO4被动调Q激光器

设计一种紧凑的V型谐振腔结构,以Cr^(4+):YAG晶体作为可饱和吸收体研究808 nm激光二极管泵浦的1064 nm Nd:YVO_(4)被动调Q激光器且获得了稳定的调Q脉冲输出。当泵浦功率为19 W时,最大连续输出功率为8.35 W,相应的光-光转换效率为44%,斜效率为56.4%。插入Cr^(4+):YAG晶体后,在泵浦功率为19 W时,得到平均功率4 W、脉宽为24.3 ns、重复频率39.6 kHz、单脉冲能量为101μJ、最大峰值功率为4.15 kW的脉冲输出。

YAG∶Cr^(4+)晶体的生长及Q开关的制备

本文报道作为 1 .0 6 μmNd激光的被动Q开关的YAG∶Cr4+晶体的生长及Q开关的制备研究。该晶体用中频感应加热引上法从铱坩埚中生长。感应加热设备工作频率 8～ 1 0kHz,额定功率 2 5kW。铱坩埚尺寸为6 2× 5 5mm ,壁厚 2 .2mm。采用Ca和 /或Mg与Cr共掺入YAG基质中 ,以形成YAG∶Cr4+晶体。晶体生长方向为 [1 1 1 ],生长速度 1 .0～ 2mm/h。通过研究已获得适应不同应用的 ,具有不同吸收系数 (α1.0 6μm)的YAG∶Cr4+晶体的掺杂配方。为了消除YAG∶Cr4+晶体中影响晶体光学质量的核心效应 ,采用了一种特殊的平界面生长技术 ,获得了无核心晶体。采用此法 ,即使用较小的坩埚也可获得大截面积且径向质量均匀的Q开关元件 ,可满足某些激光器对大截面Q开关的需求。目前 ,Q开关的直径最大可达 2 5mm。对比研究了掺杂体系及配方 ,生长气氛和退火对YAG中Cr4+形成的影响。实验证实 ,掺杂体系及其配方 ,生长时的气氛及晶体生长后的高温退火都对YAG∶Cr4+中的Cr4+的形成产生影响。但二价碱土金属离子Me2 +的掺入是决定性的条件。没有Me2 +离子掺入 ,晶体中只有三价的Cr3 +,不可能形成Cr4+。即使在含氧气氛中生长和高温长时间退火都不能改变这种情况。晶体退火在大气中进行 ,在 1 2 0 0～ 1 2 5 0℃下恒温 36～ 6 0h。

Cr^(4+):YAG晶体在固体激光器中的应用研究

Cr4 + :YAG晶体具有良好的物理化学性质 ,其在激光器的研究中有着十分重要的作用 ,这篇文章第一次全面概括了Cr4 + :YAG晶体在固体激光器中的三种应用。Cr4 + :YAG晶体既可作为调Q晶体用于其它固体激光器中 ,用来改善输出激光的性能 ,同时它也可作为激光增益介质 ,制作成宽带可调谐的激光器系统 ,用于光纤通信技术、量子通信、光电子器件等等当中。

LD泵浦、1W输出的Nd：GdVO4半导体可饱和吸收镜连续锁模激光器

报道了激光二极管泵浦、采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现的Nd:GdVO4连续被动锁模运转激光器,得到了较大功率输出(接近1 W)的连续锁模激光。设计了四镜Z型折叠激光谐振腔,在不同曲率半径的腔镜及不同的腔长条件下,分别获得了重复频率为250 MH z和100 MH z的稳定连续锁模脉冲输出。采用透过率1%的输出耦合镜,在泵浦功率为6.9 W时,得到连续锁模激光输出功率970 mW,光-光转换率达到13.7%。理论上讨论了调Q锁模的抑制措施,并结合实验结果进行了分析,得到了1063 nm稳定连续锁模激光输出,锁模脉冲光谱宽度1.2 nm(FWHM),用自相关仪测得脉宽为15.1 ps。

Cr^(4+)∶YAG被动调Q激光器进展

文中简要介绍了Cr4 +∶YAG晶体的可饱和吸收特性 ,重点介绍了Cr4 +∶YAG被动调Q激光器的最新进展 ,并展望了Cr4 +∶YAG被动调Q激光器的发展趋势。

LD抽运Cr^(4+)∶YAG高重复率被动调QNd∶YVO_4激光器

采用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体,实现连续激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YVO4激光器的高重复率被动调Q·在注入抽运功率为8.8W时,得到重复频率23.8kHz、平均功率1.21W的调Q脉冲序列;每个脉冲能量为51μJ、脉宽为25ns、峰值功率达到2.03kW·实验上研究了脉冲重复频率、平均输出功率、脉冲宽度、单脉冲能量与抽运功率、输出镜透过率的关系·实验结果表明,当抽运功率较大时,脉冲重复频率和输出平均功率随着抽运功率的增加而减小,对此进行了合理的理论解释·

Cr^(4+)∶YAG可调谐激光器研究

介绍了Cr4+∶YAG晶体的结构和光谱特性,同时对Cr4+∶YAG晶体的热透镜效应和热焦距进行了理论研究,进一步对Cr4+∶YAG激光器的谐振腔进行了设计,可供以后的实验研究参考。

YAG中Cr^(3+)离子的吸收光谱及其分析

木工作实测并用真实晶格参数计算了YAG中Cr^(3+)离子的晶场能级和晶场参量,重新讨论了掺Cr^(3+)的可调谐激光晶体的分类判据。

LDA泵浦Cr^(4+):YAG被动调QNd:YAG激光器实验研究

采用300W准连续激光二极管阵列LDA端面泵浦Nd:YAG晶体,微柱透镜和透镜导管耦合,Cr4+:YAG可饱和吸收体被动调Q,实现调Q脉冲输出,激光腔长4.5cm,Cr4+:YAG晶体初始透过率Tcr=73.2%,泵浦能量63.48mJ,输出单脉冲激光,脉冲宽度10ns,单脉冲能量3.42mJ,输出脉冲被调制并产生明显尾脉冲现象,分析了原因,说明调制脉冲是由于空间电磁辐射干扰,Cr4+:YAG晶体的慢恢复可饱和吸收特性导致尾脉冲产生。

LD泵浦Nd∶LuVO_4/Cr^(4+)∶YAG被动调Q激光器

采用大功率半导体激光器端面泵浦Nd∶LuVO4晶体,利用Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收元件,实现了1.06μm激光的被动调Q运转.在泵浦功率为19.1W时,获得最高平均输出功率为4.58W,脉冲宽度为84ns,单脉冲能量为36.6μJ以及峰值功率为436.2W的激光脉冲.

Cr^(4+):YAG激光器的腔内损耗对激光特性的影响分析

Cr4+:YAG激光器能产生超短脉冲,可广泛用于光纤通信和量子通信当中。这篇文章从Cr4+:YAG晶体的能级结构出发,建立了Cr4+:YAG激光器的速率方程组,并依据这个速率方程组分析了增益和损耗对Cr4+:YAG激光器的振荡阈值条件、吸收系数和脉冲输出特性等的影响。优化Cr4+:YAG激光器腔的设计减少腔的损耗可增强激光器的工作性能。

Cr^(4+)∶YAG固体激光器效率的理论分析

对Cr^(4+)∶YAG固体激光器的吸收效率、量子效率、储存效率和提取效率等本征效率进行了分析.Cr^(4+)∶YAG晶体的吸收截面、发射截面、上能级寿命和激活离子浓度等对激光器的本征效率有很大的影响.提高Cr^(4+)∶YAG晶体的光学品质和激活离子的掺杂浓度,优化泵浦源的运转波长和激光腔的设计都能显著改善Cr^(4+)∶YAG固体激光器的本征效率.