稀土复合钨酸钾盐激光晶体生长与性能研究

稀土复合钨酸钾盐激光晶体生长与性能研究

论文题目: 稀土复合钨酸钾盐激光晶体生长与性能研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 王英伟

导师: 刘景和

关键词: 钨酸盐晶体,顶部籽晶提拉法,晶体表征,激光性能

文献来源: 长春理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 激光二极管泵浦固体激光器发射波长相当密集地分布在0.31~3.0μm的广大范围内,在军事技术、宇宙探索、医学、化学等众多领域得到广泛应用。特别是LD泵浦掺Yb3+、Nd3+离子的KGW、KYW激光器,由于可高浓度掺杂而不出现浓度猝灭效应,所以比传统的Nd:YAG、Nd:YVO晶体更适用于制成用于中低功率的全固态微小型激光器,对实现激光器的集成化、小型化有重要意义。 本文采用顶部籽晶提拉法,以K2W2O7作助溶剂,通过荧光光谱实验选择合适的掺杂浓度,不同温度烧结固相合成晶体原料及助溶剂,设计合理的工艺参数,生长出优质新型激光晶体Nd3+:KGd(WO4)2、Yb3+:KGd(WO4)2及Yb3+:KY(WO4)2。 利用扫描电子显微镜拍摄了晶体开裂、生长条纹、生长台阶、生长丘及包裹物等缺陷照片。缺陷的产生与生长条件和工艺关系密切,要尽量减少生长过程中的温度、浓度随生长速率的波动,保持晶体稳态生长,以便获得高质量晶体。 晶体X射线粉术衍射分析并与标准卡片对比,验证了晶体结构,Nd:KGW、Yb:KGW及Yb:KYW晶体均属于单斜晶系,C2/c空间群。经TG-DTA分析,确定晶体的熔点及相转变温度,晶体在熔点以下除相变外无其他变化,适于用顶部籽晶提拉法在相变温度下生长此类晶体。测试了晶体的红外及拉曼光谱,分析了晶体的振动模式,并将晶体振动光谱进行归属。由晶体振动光谱分析可进一步确定KGW及KYW晶体中双氧桥(WOOW)及单氧桥(WOW)的存在。 测试了Nd:KGW、Yb:KGW及Yb:KYW晶体的吸收及发射光谱,利用J-O理论计算晶体的吸收及发射截面。Nd3+离子在808nm有较宽的吸收峰,发射峰位于1068nm及1350nm。Yb3+离子有两个吸收峰,分别位于940nm和980nm,其发射峰在1020~1060nm范围内。 对Nd:KGW晶体二极管泵浦激光性能进行研究,在输出功率为900mW时,激光输出为326mW,光光转换效率达36.2%,斜效率62.7%。以KTP腔内倍频,获得32mW的0.53μm绿光输出。以Cr:LuAG作为调Q元件,当重复频率为15kHZ,泵浦功率为1W时,获得脉冲宽约为170ns,平均输出20mW

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 激光晶体的研究与发展

1.2 固体激光工作物质

1.3 LD泵浦激光晶体

1.4 论文选题的目的及意义

本章小节

第二章 稀土复合钨酸钾盐晶体生长

2.1 晶体生长方法与技术

2.2 晶体生长工艺参数的设计

2.3 晶体生长

本章小节

第三章 晶体缺陷与晶体结构

3.1 晶体缺陷

3.2 晶体 X射线粉末衍射分析

3.3 热分析

3.4 晶体结构与振动光潜

本章小节

第四章 晶体光潜特性

4.1 稀土离子光谱计算理论基础

4.2 吸收光谱与荧光光谱的测量与计算

4.3 仪器设备及样晶制备

4.4 掺钕钨酸钆钾晶体光谱特性

4.5 掺镱钨酸钆钾晶体光谱特性

4.6 掺镱钨酸钇钾晶体光谱特性

本章小节

第五章 晶体激光性能

5.1 LD泵浦掺钕钨酸钆钾晶体激光特性

5.2 氙灯泵浦掺钕钨酸钆钾晶体脉冲激光特性

本章小节

结束语

6.1 本论文的主要工作

6.2 具有创新意义的工作

6.3 进一步研究工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

发布时间: 2006-09-18

参考文献

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