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:GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器脉冲输出特性理论研究

根据激光速率方程,对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG键合晶体调Q激光器的脉冲输出特性进行了理论研究。系统分析了1.06μm波长附近可饱和吸收体Cr^(4+):YAG的初始透过率和激光谐振腔输出镜的反射率对调Q激光器的脉冲重复频率和脉冲宽度的影响。在初始透过率T0一定时,研究了不同反射率的输出腔镜与调Q激光脉冲宽度的关系,当R=0.7时,脉宽达到了0.24 ns。同时理论模拟了输出镜反射率为固定值时,激光器输出特性与初始透过率T0之间的变化关系。研究发现,随着初始透过率增大,脉冲宽度有下降趋势,在T0=0.76获得0.264 ns的脉冲宽度,但是,输出脉冲的重复频率逐渐增大。研究结果表明,可饱和吸收体初始透过率和输出镜反射率对Nd: GdTaO_(4)/Cr^(4+):YAG调Q激光器输出脉冲的影响程度不同,选择合适的T0和R可以输出理想的激光脉冲。

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。

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。

Cr^(4+):YAG晶体及调Q激光器研究进展

本文简要介绍了Cr^(4+):YAG晶体的光谱、能级结构、可饱和吸收特性和调Q过程,重点介绍了激光器的最新进展,并展望了Cr^(4+):YAG被动调Q激光器的发展趋势。

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 。

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。

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。

定向棱镜改善Cr^(4+):YAG调Q输出稳定性的研究

为了改善Cr4+∶YAG被动调Q激光器的输出稳定性,采用了定向棱镜谐振腔,通过实验得到了以下结果:单脉冲能量稳定度由7. 3%提高到2. 2%,脉宽稳定度由13. 5%提高到6. 5%,频率精度由0. 01%提高到0. 005%,输出脉冲波形稳定光滑。研究表明,采用定向棱镜谐振腔技术的Cr4+∶YAG被动调Q激光器的输出稳定性较原平平腔激光器得到了显著改善。另外还报道了定向棱镜谐振腔技术消除Cr4+∶YAG被动调Q激光器子脉冲的现象。

自锁模Cr^(4+)∶YAG激光器的色散补偿研究

从棱镜对补偿色散的原理出发 ,介绍了Cr4 +∶YAG锁模激光器中色散补偿的特点 ,发现熔融石英作为色散补偿元件 ,不仅可以完全补偿二阶色散 ,而且三阶色散也得到了一定的补偿 ,并得到了脉冲宽度最小为 6 5fs ,中心波长为 15 2 0nm ,重复频率为 12

Cr^(4+)∶YAG调Q的SBS激光器

对在SBS调Q的YAG激光器中加入Cr4+ ∶YAG的情况进行了计算模拟和实验研究 ,证明两种被动调Q的适当结合 。

Cr^(4+)∶YAG激光器的实验研究

介绍了在 10 6 4nm激光抽运下的Cr4 +∶YAG激光器的连续运转特性。从理论和实验上分析了模式匹配与激光器输出及其运转特性之间的联系 ,得到了中心频率在 15 5 0nm附近 ,输出功率为 5 0 0mW的单模连续光。激光器的斜率效率为 10 %。

激光器件Cr^(4+):YAG调Q技术的研究

讨论了Cr4+∶YAG调Q主动被动调Q技术在军用激光器上的应用。分析了Cr4+∶YAG调Q激光器的参量方程和优化参数值。该技术具有结构简单,可靠性好,抗电磁干扰,对调试无高要求等优点,但也存在效率低、频率精度差、易产生子脉冲现象等缺点。

LD光纤耦合端面泵浦Nd∶YVO_4/Cr^(4+)∶YAG激光器

根据Siegman的被动调Q判据 ,Nd∶YVO4晶体由于受激发射截面大、上能级寿命短 ,很难获得被动调Q输出。利用LD光纤耦合端面泵浦Nd∶YVO4晶体 ,在泵浦功率 3.5W时 ,连续运转获得最大输出 1 .4W ,相应的光光转换效率为 40 % ,同时采用Cr4+ ∶YAG可饱和吸收体 ,成功地实现了Nd∶YVO4被动调Q运转 ,获得了脉宽1 1 .7ns ,重复频率 2 2kHz调Q输出。

Cr^(4+):YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器

理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+∶YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论。在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12μJ,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%。

掺杂晶体SrLaAlO_4:Cr^(3+)局域结构的研究

采用半自洽场(sem i-SCF)d轨道波函数模型和点电荷模型,利用高阶微扰公式,在晶体掺杂过渡金属离子后其结构对称性不会被破坏的条件下,由d-d跃迁光谱和EPR谱,确定SrLaA lO4:Cr3+晶体的局域结构。计算发现,掺入Cr3+后,晶体的键长为:R⊥′=0.1922nm,R′∥=0.2197nm.所得计算结果与实验值吻合得很好。