优质大尺寸Nd：YAG激光晶体的生长与物性研究

论文摘要

掺钕钇铝石榴石—Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG)激光晶体是目前应用最广泛的激光晶体之一。Nd:YAG激光晶体材料具有光学均匀性好、机械性能优良、化学稳定性好、热导率高等优良的性能。较其他晶体,Nd:YAG激光晶体又具有相对长的荧光寿命、高的热导率、较大的吸收系数等优点。大尺寸、高质量、高效率的激光晶体是固体激光材料发展的主要动向。因而本论文采用中频感应加热提拉法生长出了立方晶系石榴石结构的Nd:YAG激光晶体,研究了这些晶体的最佳生长工艺,得出了其生长条件的最佳工艺参数。在摸索出最佳工艺参数生长较大尺寸的Nd:YAG激光晶体的基础之上,对其X射线衍射光谱﹑吸收光谱﹑荧光光谱及光学性质进行了分析研究。同时,对晶体缺陷也进行了系统分析,使用了光学法和化学腐蚀法研究了晶体的缺陷并分析了缺陷成因。最后,从上述基础理论出发,展望了今后有待进一步研究的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 固体激光器概述
• 1.1.1 激光技术概论
• 1.1.2 LD 泵浦固体激光器
• 1.2 固体激光器的工作物质
• 1.3 ND:YAG 基本特性与研究进展
• 1.3.1 Nd:YAG 的基本特性
• 1.3.2 Nd:YAG 的研究进展
• 1.4 本论文研究的主要内容及工作安排
• 第二章 原料来源、实验方法与分析表征手段
• 2.1 原料来源及处理方法
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 助熔剂法
• 2.2.2 石墨加热法
• 2.2.3 中频感应加热法
• 2.2.4 温梯法
• 2.3 分析和表征手段
• 2.3.1 X—射线衍射（XRD）
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.3.3 透射电子显微镜（TEM）
• 2.3.4 吸收光谱（abs）
• 第三章 提拉法生长ND：YAG 激光晶体
• 3.1 原料的配制
• 3.1.1 原理
• 3.1.2 原料配制
• 3.1.3 原料纯度对晶体质量的影响
• 2O₃过量的作用'>3.1.4 YAG 材料中Al₂O₃过量的作用
• 3.2 提拉法生长ND：YAG 单晶
• 3.2.1 简单原理
• 3.2.2 设备与器件
• 3.2.3 拉晶工艺
• 3.3 拉晶工艺中的几个问题
• 第四章 ND：YAG 激光晶体的光谱性能和物性研究
• 4.1 X—射线光谱分析
• 4.2 吸收光谱分析
• 4.3 荧光光谱分析
• 4.4 形貌与结构
• 4.5 结构与激光性能之间的关系
• 第五章 晶体缺陷
• 5.1 观察缺陷的实验方法
• 5.2 缺陷成因
• 5.3 减少或消除缺陷的几种措
• 第六章 ND：YAG 激光晶体的键合技术
• 6.1 键合技术的现状与发展
• 6.2 键合技术的原理
• 6.3 键合技术的应用
• 结论
• 致谢
• 参考文献