掺镱钇铝石榴石激光晶体生长与开裂

采用提拉法生长了掺杂5%(摩尔分数)Yb3+的Yb:Y3Al5O12(Yb:YAG)晶体,并对晶体生长工艺进行了研究。从理论上分析了生长速率、转速、热应力、晶体尺寸对晶体开裂的影响。确定的最佳工艺条件为:晶体放肩和等径生长速率分别为0.8mm/h和1mm/h;转速为15r/min;轴向温度梯度为0.01～0.05℃/mm。所得晶体的最佳直径为15～25mm。

钕镱共掺钇铝石榴石纳米粉体

采用溶胶–凝胶燃烧法,制备了钕镱共掺钇铝石榴石(Nd3+/Yb3+:YAG)透明陶瓷纳米粉体,并用热分析、X射线衍射、红外光谱、透射电镜、吸收及荧光光谱等测试方法对其结构、形貌及性能进行分析。结果表明:经900℃煅烧,Nd3+/Yb3+:YAG透明陶瓷的质量损失为49.56%,所得到的Nd3+/Yb3+:YAG纳米粉体结晶好,烧结性好,纯度较高,形状规则,粒径均匀,均在60～100nm之间。在808nm处具有较强的吸收带,对应于Nd离子4I9/2-4F7/2跃迁,有利于对808nm激光二级管泵浦光的吸收。在1064nm处,Nd3+/Yb3+:YAG的发射峰要强于Nd3+:YAG,说明在Nd3+/Yb3+:YAG中,通过[(4F3/2)Nd,(2F7/2)Yb]→[(4I9/2)Nd,(2F5/2)Yb]离子间的交叉弛豫,产生了有效的Yb3+到Nd3+的能量转移,从而实现激光的高效输出。

高掺杂浓度Yb∶YAG晶体的生长及激光性能

用引上法生长了 30 %Yb∶YAG(摩尔分数 ,下同 )晶体 ,研究了晶体的生长工艺参数和退火工艺参数 ;用 940nm的吸收系数表征了Yb3 + 离子在Yb∶YAG晶体中的分布情况 ,结果表明 :Yb3 + 离子在Yb∶YAG晶体中分布均匀 .研究了晶体微片的激光特性 ,用钛宝石激光器泵浦 30 %Yb∶YAG微片 ,获得了 1.0 5 3μm的高效激光输出 .

提拉法生长直径10英寸优质Yb∶YAG激光晶体

设计制作了直径10英寸Yb∶YAG激光晶体生长热场,改进了单晶炉称重与旋转系统结构,采用感应加热熔体提拉法结合上称重自动控径技术,成功生长出了直径252 mm、等径长近260 mm的完整Yb∶YAG晶体,晶坯外观完整,无开裂。在5 mW绿光激光和20 mW He-Ne激光照射下检测,晶坯整体无散射。经检测性抛光后,晶坯选材扇区内光学均匀性较好,应力分布均匀。选择口径为152 mm×11.5 mm、长为260 mm的板条区域进行测试,透过波前畸变为0.29λ/inch@633 nm,表明晶坯具有良好的光学质量,可以选切加工宽度达到150 mm的大尺寸晶体板条元件。

Yb_3Al_5O_(12)激光晶体的生长

采用中频感应提拉法成功生长出Yb3Al5O12(YbAG)激光晶体。通过X射线粉末衍射分析,得出了YbAG晶体的晶胞参数:a=1.193799nm,β=90°,V=1.70135nm3;密度为6.62g/cm3。测量了室温下YbAG晶体的吸收光谱和发射光谱特性。研究表明:在938nm和968nm处存在Yb3+离子的2个吸收带,能与InGaAs激光二极管(LD)有效耦合,适合激光二极管泵浦;其荧光主峰位于1036nm附近,YbAG晶体的荧光寿命为270μs。

Er^(3+):Yb^(3+):Y_3Al_5O_(12)单晶中Er^(3+)离子光谱参数的计算

采用提拉法生长出光学质量的Er3+:Yb3+:Y3Al5O12(YAG)单晶,测定了晶体的吸收光谱和上转换荧光光谱,根据Judd–Ofelt理论,计算出Er3+在YAG晶体中的强度参数Ω2=1.0741×10-20cm2,Ω4=1.2953×10-20cm2,Ω6=0.9238×10-20cm2。由此得到部分波段跃迁的荧光分支比、辐射寿命和积分发射截面积。提出将679nm波段的4F9/2→4I15/2跃迁作为激光输出进一步研究的新通道。

碟片激光器原理及其在工业、军事和科研中的应用(特邀)

自从20世纪90年代提出了碟片激光器以来,其作为一种高功率光源而受到广泛关注。碟片激光器与传统的固体激光器相比,它的工作物质是非常薄的薄片,因此在很大程度上可以改善晶体的热效应问题,具有高光束质量、高转换效率、高输出功率等优点,拥有良好的发展前景。文中提供了一个关于碟片激光器原理的概述,总结了其关键技术及在工业、军事和科研方面的应用,并对其未来发展趋势做出预测。

超快激光在Yb:YAG内刻写双线型光波导的研究

研究了使用钛宝石放大器输出的重复频率为50kHz、中心波长为775nm、脉冲宽度为160fs的超快激光在掺镱钇铝石榴石(Yb…YAG)中刻写双线型光波导的过程。发现了波导具有偏振导光现象,偏振态平行于双线方向的激光可以导通,偏振态垂直于双线方向的激光不能导通。详细分析了双线间距、刻写速度和激光脉冲能量对波导形成的影响,在双线间距为30μm、刻写速度为400μm/s、脉冲能量为5.0μJ的条件下写入的光波导导光特性良好。利用近场模重建了该波导折射率二维分布,波导区域折射率相对于基质改变量的最大值为1.8×10-4,且该波导在940nm半导体激光抽运激励下,获得了1030.5nm的连续激光输出,激光功率为4.7mW。