掺钕钆镓石榴石晶体的激光性能

采用提拉法生长了Nd∶Gd3Ga5O12(Nd∶GGG)晶体。切割后的样品经过端面抛光,测试了荧光光谱、吸收光谱和激光性能。荧光光谱表明:晶体的最强的荧光发射峰位于1 062 nm,是Nd3+的4F3/2—4I11/2谱项导致的荧光发射。由吸收光谱发现:Nd∶GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm,表明该晶体适合于激光二极管泵浦,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加。激光性能测试结果表明:激光二极管泵浦时光光转换效率为33.8%,斜效率为57.8%。

提拉法生长钆镓石榴石(GGG)晶体

用提拉法生长出了优质的钆镓石榴石(Gd3Ga5O12)晶体,晶体尺寸达φ35 × 70mm。详细描述 了晶体生长工艺过程,讨论了生长气氛对及坩埚形状对晶体生长的影响。

掺铈钆铝镓石榴石闪烁晶体的研究进展及应用

掺铈钆铝镓石榴石(Ce∶GAGG)是一种新型的无机闪烁晶体材料,在核医学成像、环境辐照剂量监测、空间探测、国土安全及地质勘探等领域有广阔的应用前景。该文总结了Ce∶GAGG闪烁晶体在国内外的最新研究进展,综述了Ce∶GAGG闪烁体探测器在地基、空基和天基搭载平台上的应用,最后展望了Ce∶GAGG晶体材料及其应用的发展方向。

聚氨酯抛光垫机械抛光钆镓石榴石晶片

钆镓石榴石(gadolinium gallium garnet,GGG)晶片是一种性能优良的激光材料,但其在抛光后易产生划痕、效率低。为保证GGG晶片的平面度、提高抛光效率,同时控制划痕现象,使用聚氨酯抛光垫进行机械抛光,研究抛光压力、抛光盘转速对平面度和表面粗糙度的影响。研究表明:使用聚氨酯抛光垫可以有效避免加工过程中产生划痕。在载荷127g/cm2,转速70r/min的条件下,抛光30min后的平面度可达到226nm,表面粗糙度RMS可达到36.3nm;表面缺陷较小,可被后续化学机械抛光很快去除。

铒镱共掺钆镓石榴石激光晶体生长及荧光光谱分析

采用提拉法生长了掺10%(摩尔分数,下同)Yb3+、掺Er3+分别为3%,5%和10%的Er3+:Yb3+:Gd3Ga5O12(Er:Yb:GGG)晶体。分析了Er:Yb:GGG晶体的结构和荧光光谱。结果表明:所生长的晶体属于立方晶系,Ia3d空间群。在980nm激光激发下,晶体样品在1000～1600nm范围内存在3个较强的发射带,相应的发射峰分别位于1030,1471nm和1534nm附近。由于Yb3+对Er3+的敏化作用,随着Er3+掺量的递增,1030nm处的发射峰强度逐渐减弱,1471nm和1534nm处的发射峰强度逐渐增强。计算了各个发射峰的受激发射截面积,铒和镱离子掺量为10%的晶体(10%Er:10%Yb:GGG)的受激发射截面高达2.0073×10–18cm2,可以产生较强的1534nm人眼安全波段的激光。

Nd:Gd_3Ga_5O_(12)多晶原料合成及单晶生长研究

通过对晶体生长时和生长后原料挥发物的XRD分析,发现在炉膛内壁上的挥发物质是Ga2O3和Ga2O的混合物,而观察窗口及后加热器内壁上的挥发物主要是Gd2O3。为避免原料中Ga2O3的挥发,按化学计量比配料,在1300℃下,采用固相反应法合成了Nd∶Gd3Ga5O12(Nd∶GGG)多晶原料。用此多晶原料,采用提拉法进行了Nd∶GGG单晶生长研究,所获单晶的荧光发射峰位于1061 54nm。对晶体表面的开裂现象进行了分析。

Yb:Gd_3Ga_5O_12多晶粉体的制备及性能表征

采用溶胶–凝胶法合成了Yb:Gd3Ga5O12(Yb:GGG)多晶粉体。利用X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜、红外光谱、荧光光谱测试手段,对前驱体及煅烧的粉体的结构、形貌及光谱性能进行了研究。结果表明:950℃煅烧的粉体已是属于体心立方的晶体结构的Yb:GGG纯相。热重–差热分析表明:Yb:GGG超细粉体的总的质量损失为29.13%,初晶化温度在830.6℃附近,粉体在1246℃左右晶化程度较高。随着煅烧温度的提高前驱粉体粒度不断增加,形成Yb:GGG纯相的最佳的煅烧温度为950℃,所获得的纳米粉体粒度约为80～100nm,粒径均匀、分散性和流动性较好。荧光光谱表明,主要发射峰位于1030nm,是Yb3+的基态2F7/2与激发态2F5/2能级跃迁导致的荧光发射。

Nd∶GGG激光晶体热容工作下的热致效应与冷却特性数值模拟

基于对称双侧激光二极管(LD)抽运Nd∶GGG(掺钕钆镓石榴石)激光晶体板条,从热传导基本方程出发,以废热等效于内热源模型为前提,利用有限元分析软件ANSYS对Nd∶GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟,分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明:在激光发射阶段,边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度,由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0.2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却条件下的温度变化过程,研究了适用于热容板条固体激光器工作的冷却手段。