Yb∶ZnWO_4激光晶体的光谱特征

采用Czochralsk i法生长出光学质量较高的Yb∶ZnWO4单晶,通过偏振吸收光谱、荧光光谱的测量计算出其吸收截面为3.0×10-20cm2、发射截面为2.0×10-20cm2和荧光寿命为1.15m s,并推导Yb3+的Stark分裂能级。实验表明,Yb∶ZnWO4在近红外972nm处有强吸收峰,发射光谱是从914nm到1055nm的宽带,荧光寿命长,是一种新型LD抽运的可调谐激光晶体。

Yb∶CaGdAlO_(4)晶体及其超快激光技术研究进展

Yb∶CaGdAlO_(4)(简写为Yb∶CALGO)晶体具有部分无序的结构、优秀的热学和光谱性质、吸收发射带宽,适合采用商用高功率InGaAs二极管泵浦以实现高功率超快激光运转,其较高的非线性折射率系数有利于对锁模激光器的优化。该晶体还具有能级结构简单、本征量子缺陷低、辐射量子效率高等优点,是近年来新一代紧凑型、高效率、低成本激光二极管(LD)泵浦飞秒激光增益介质。本文简要介绍Yb∶CALGO的晶体结构、晶体生长、缺陷分析、热学性质和光谱性质等,并综合国内外学者近期的一些研究成果,重点综述了Yb∶CALGO晶体在半导体可饱和吸收镜、克尔透镜锁模的超快激光器及再生放大器超快激光技术中的最新研究进展。

ZnWO_4∶Er^(3+),Yb^(3+)纳米棒的制备及发光性能

采用水热法以聚乙二醇为分散剂合成了Er3+,Yb3+共掺的ZnWO4纳米棒。X射线衍射、透射电子显微镜分析结果表明:所得产物为直径约20nm的ZnWO4纳米棒。在激发波长为980nm的半导体激光器做光源激发下,确定样品的3个发射峰的发光中心位于532、553和656nm,分别对应于铒离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。

Yb∶YAl_3(BO_3)_4 晶体形貌与生长速度的关系

观察测量了不同生长速度 (相应于不同降温速度 )自发成核生长的Yb∶YAl3(BO3) 4 晶体形貌。粒度较大 ( >2mm)的晶体不管降温速度快慢形态都很简单 ,只发育六方柱 { 112 0 }和菱面体 { 10 11} ;粒度较小 ( <2mm)的晶体形态随降温速度增快而变复杂 ,发育一些罕见的高指数晶面。说明在生长速度较快的条件下 ,在晶体生长早期 ,一些高能面发育 ,在晶体生长后期已尖灭了 ,晶体生长的大部分时间是在低能面 { 112 0 }和 { 10 11}上进行的。对比了不同生长条件下晶面的粗糙度 ,随着降温速度的增快 ,六方柱面 { 112 0 }和菱面体面 { 10 11}由光滑变粗糙 ,顶面 { 0 0 0 1}永远是粗糙的。从晶体结构上定性地探讨了 3种晶面的杰克逊因子α及生长机理。

Yb:GdVO_4晶体的缺陷研究

Yb:GdVO4晶体是一种很好的激光材料,但缺陷会对晶体的激光性能产生严重影响,开展对该晶体的缺陷研究有助于提高晶体质量。采用提拉法生长了Φ25mm×20mm,掺杂浓度为2%的Yb:GdVO4晶体;分析了晶体的结构及其对晶体解理性的影响;采用化学腐蚀法,以盐酸、氢氟酸为腐蚀剂,对晶体的主要晶面进行了化学腐蚀实验,通过其腐蚀坑形貌对晶体中的位错和晶界进行了研究;对晶体进行了高分辨X衍射实验,结果表明晶体中存在镶嵌块结构;开裂及散射颗粒也为晶体中较常见缺陷。分析了缺陷的成因并提出了预防措施。

Yb:NaY(WO_4)_2晶体生长及性能研究

本文首次采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Yb :NaY(WO4 ) 2 晶体 ,通过TG DTA分析得到晶体的熔点为 1 2 1 1℃ ,测试了该晶体的红外光谱、拉曼光谱和吸收光谱。结果表明 ,该晶体在 84 8nm、96 8nm附近有较强、较宽的吸收峰 ,适合于LD泵浦。

ZnWO_4:Cr^(3+)晶体的光谱

采用提拉法生长出不同掺杂浓度的ZnWO_4:Cr^(3+)单晶.该材料在912nm处形成宽带荧光发射.激发峰随掺杂浓度的加大而向短波方向移动.在发射带晶体的吸收低,有可能作为在800—1000nm可调谐激光工作介质.

Er/Yb∶KY(WO_4)_2晶体的各向吸收光谱和上转换发光特性

测试了Er/Yb∶KY(WO4)2晶体在室温下3个轴Ng,Np,Nm方向上的吸收光谱,分析比较光谱特性,并计算出各能级跃迁的吸收截面,其中沿Np轴方向有最强的吸收和较大的吸收截面,这有利于激光上能级的粒子数堆积,增大跃迁几率,加强荧光输出。由于掺入Yb3+离子,晶体在980 nm附近有很强的吸收和较大的半峰宽。该晶体在980 nm激光泵浦下有上转换绿光和红光,3个晶轴Np,Ng,Nm轴方向的上转换荧光,波峰位置相差甚微,强弱区别明显,且呈现的各向异性,其中Np方向最强。

提拉法生长的5at% Yb∶GdTaO_4晶体的结构和光谱性能分析

使用提拉法成功生长出了尺寸为25 mm×50 mm的5at%Yb∶GdTaO4晶体。通过X射线衍射确定了晶体的结构,并拟合得到了晶体的结构参数,分析了GdTaO4晶体容易产生解理和开裂的原因。测量了它的吸收光谱以及低温和常温的光致发光光谱,计算得到了5at%Yb∶GdTaO4晶体吸收截面和受激发射截面,并综合评估了晶体的激光性能。结果表明:5at%Yb∶GdTaO4晶体是非常有希望实现全固态超短脉冲的工作物质。

Ag:ZnWO_4晶体的生长及其闪烁性能

采用分析纯WO_3和ZnO为原料,掺进Ag_2O,生长Ag:ZnWO_4晶体.测试了晶体的发光效率、能量分辨率、透过率、吸收光谱,并探讨了ZnWO_4晶体的着色和消色机理.

不同掺杂浓度Yb^(3+):YAl_3(BO_3)_4晶体光谱研究

采用顶部籽晶法生长了不同浓度Yb3+:YA l3(BO3)4(Yb:YAB)晶体,X射线粉末衍射(XRD)结果表明晶体的结构与YAB相同。研究了室温下不同掺杂浓度Yb:YAB晶体的偏振吸收光谱,以及块状的偏振荧光谱和粉末的非偏振荧光光谱,通过对不同浓度掺杂Yb:YAB晶体粉末的非偏振荧光谱的分析,实验结果表明:随着Yb3+离子掺杂浓度的增加,辐射陷阱效应对荧光谱的影响越来越严重;因此,提出了Yb:YAB晶体中荧光谱的重心波长移动与Yb3+离子掺杂浓度之间的经验关系来定量分析Yb3+离子掺杂浓度变化对辐射陷阱的影响。并且比较了不同浓度Yb:YAB晶体的光谱参数,结果表明高浓度Yb:YAB晶体是一种潜在的微片和自倍频激光材料。

Yb:KY(WO_4)_2晶体生长及缺陷分析

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)从助溶剂K2W2O7中生长出尺寸为25mm×21mm×18mm的Yb:KY(WO4)2激光晶体。对原料进行了预烧,有效地抑制了原料的挥发。采用XRD,热重-差热分析(TG-DTA)及红外光谱对样品进行了表征。实验表明所生长的晶体为β-Yb:KYW。用偏光显微镜对晶体生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快等。

Yb_(0.03)Y_(0.19)Gd_(0.78)VO_4晶体的生长和性能

液相合成了Yb∶YGdVO4多晶料,采用中频感应加热Czochralski法生长了Yb0.03Y0.19Gd0.78VO4晶体。用浮力法测定其密度为5.29g/cm3,X射线粉末衍射分析表明它的结构与YVO4和GdVO4的晶体结构相同,并计算出了它的晶胞参数为a0=b0=0.7191nm,c0=0.6329nm。用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,比较了晶体a轴和c轴的热扩散系数随温度的变化关系。实验表明Yb0.03Y0.19Gd0.78VO4晶体有希望适合作为LD泵浦的激光晶体材料。

Yb∶NaY(WO_4)_2激光晶体生长

采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Yb∶NaY(WO4)2(简称Yb:NYW)激光晶体,通过TG DTA分析得到晶体的熔点为1211℃,从XRD分析得到晶胞参数为a=b=0.5212nm,c=1.1268nm,V=0.3062nm3。讨论了Yb∶NYW晶体的生长工艺,给出了晶体生长的最佳工艺参数。测试了晶体的红外光谱和拉曼光谱,对晶体的红外振动模式进行了归属,并分析了晶体的拉曼光谱。

Yb_(0.05):Gd_(0.20)Y_(0.75)Al_3(BO_3)_4和Yb_(0.05):Y_(0.95)Al_3(BO_3)_4晶体的生长和性质研究

采用助熔剂法生长Yb0.05:Gd0.20Y0.75Al3(BO3)4(Yb:GdYAB)和Yb0.05:Y0.95Al3(BO3)4(Yb:YAB)晶体。比较这两种晶体的室温吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热膨胀、比热等热学性质。结果表明,Yb0.05:Gd0.20Y0.75Al3(BO3)4晶体是一种优秀的激光自倍频晶体,可以实现自倍频激光输出,并且具有宽的可调谐范围。

Yb:YPO_4晶体的生长及光谱表征

随着激光技术的发展,小型、稳定、高效的微晶激光器得到了人们的日益关注[1]。由于高浓度掺杂激活离子[2],稀土正磷酸盐（REPO4）晶体成为微晶激光器基质材料之一,尤其是四方磷钇矿结构的磷酸钇（YPO4）晶体被学者广泛研究。Makhov V等[3]用紫外光激发Nd：YPO4晶体,在9-300K温度下,获得的荧光光谱均在189nm处有带宽较宽的发射峰。王丹等[4]测试了（Y,Tb）PO4晶体的荧光光谱,

低掺磷对Yb:YVO_4晶体性能影响的研究(英文)

采用提拉法生长出Yb:YPxV1-xO4(X=0.02,0.06,0.10)晶体。XRD测试表明晶体保持了四方锆石型结构,晶胞参数随着x的增大逐渐减小。ICP发射光谱分析显示P5 +的分凝系数为1,Yb3 +的分凝系数随着x的增大逐渐减小。吸收系数和吸收截面随着P含量的加大出现先增大后减小的变化。晶体的拉曼光谱表现出双声子过程的特征,随x的增加拉曼频移峰向高频率方向移动,线宽随之增宽。

Tm,Yb:NaGd(WO_4)_2激光晶体生长及光谱性能

采用中频感应提拉法,生长铥镱共掺钨酸钆钠[Tm,Yb:Na Gd(WO_4)_2,Tm,Yb:NGW]激光晶体;讨论了Tm,Yb:Na Gd(WO_4)_2晶体生长工艺参数,获得了合适的晶体生长工艺参数:拉速1~2mm/h,转速20~22r/min,降温速率10℃/h。研究了Tm,Yb:NaGd(WO_4)_2晶体的荧光光谱。结果表明,在980nm激光的激发下,该晶体在1031mm、1772nm附近获得了较强的荧光发射,分别对应于Yb3+离子的2F5/2→2F7/2能级跃迁以及Tm3+离子的3F4→3H6能级跃迁,1772nm处的半高宽为72nm左右。

Er^3＋／Yb^3＋：Sr3Y2(BO3)4晶体的光谱和激光性质

采用提拉法生长了双掺Yb3+和Er3+离子浓度分别为18.63%和0.87%(原子分数)的Sr3Y2(BO3)4晶体。利用测量的偏振吸收谱结合Judd-Ofelt理论,拟合得到了该晶体中Er3+离子的偏振和有效J-O参数。测量了Er3+离子4I13/2能级和Yb3+离子2F5/2能级的荧光衰减曲线,并计算了4I13/2能级的荧光量子效率和Yb3+到Er3+的能量传递效率。利用Fuchtbauer-Ladenberg公式计算了Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁的偏振受激发射截面。在平-凹谐振腔中,利用970 nm波长光纤耦合准连续半导体激光端面泵浦1.12 mm厚的该晶体,当输出镜透过率为1.5%时,获得了最大输出功率为1.3 W和斜率效率为20%的1560 nm附近的激光输出。结果表明,Er3+/Yb3+:Sr3Y2(BO3)4晶体是一种优良的1.5～1.6μm波段激光的增益介质。

光学功能晶体K_5Bi(MoO_4)_4:Yb^(3+)的光谱及晶格结构研究

基于完全对角化方法和重叠模型,计算了在K5Bi(MoO4)4∶Yb3+晶体中掺杂Yb3+的晶格结构和光谱,在计算中,考虑了中心阳离子与配体的键长和键角变化的贡献,计算结果与实验之值符合很好。结果表明:以Yb3+为中心离子的晶格结构,将沿三方对称轴向下移动了0.035 nm的距离,在上三方晶格发生伸长畸变和在下三方晶格发生压缩畸变。