导读:本文包含了单晶光纤论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤光学,光纤激光器,激光加热基座(LHPG)法,微下拉(μ-PD)法
单晶光纤论文文献综述
王涛,张健,张娜,武柏屹,王思媛[1]（2019）在《单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展》一文中研究指出单晶光纤(SCF)是体块晶体与常规光纤的结合体,拥有优异的物理和化学性能以及良好的热管理能力,已经逐渐成为固体激光领域的研究热点。详细介绍两种主要的单晶光纤生长方法:激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,以单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究为主线,对国内外的研究现状进行综述。最后,结合目前研究基础,分析单晶光纤的研究前景及发展趋势。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年17期）
车智江[2]（2019）在《微下拉法生长Er：Y_3（Sc_xGa_（1-x））_5O_（12）单晶光纤及Sc/Ga比例与光谱性能关系的研究》一文中研究指出近年来,随着现代科技的发展,越来越多的研究领域需要人工晶体材料的参与。传统的体块晶体材料拥有良好的机械性能与较大的热导率的优势。而玻璃光纤也具有高长径比与大比表面积等优势。结合这两种材料的特点,单晶光纤的概念得以应运而生。单晶光纤是介于传统体块晶体和玻璃光纤之间的一种一维激光增益介质。单晶光纤的材质来源为传统的激光晶体,但是在外型上又秉承了玻璃光纤的高长径比和大比表面积,这使得它具有导光性好,耐高温,拉伸强度高,质量轻,体积小,抗电磁干扰等优良特点。这些优异的性质使得单晶光纤在通讯、传感、医药、激光等方面都有广泛的涉及与应用。所以对于单晶光纤材料的研究时下已经成为一种新的趋势与热门,因此开展对于这类材料的的研究与应用显得尤为重要。目前,随着单晶光纤相关理论知识的建立和发展,由这种材料衍生出的激光武器也逐渐走上世界的舞台。对于2.7-3.0微米中红外波段处,此波段内的激光在水中,生物组织中和大气中有强烈吸收,所以其在医学、生物、远程感应等方面都有广泛的应用。目前此波段的激光材料已经成为各个国家与研究机构争相竞争研究的重点。而本论文的主要目的就是探索新材料在此波段内的光谱性质以及由于基质材料变化引起的红移规律。本文通过固相烧结法合成了 Er3+掺杂浓度为百分之叁十的Y2.1Er0.9(SSGa1-x)5O12的多晶料,并且通过微下拉法生长出了 Sc3+与Ga3+比例不同的多组单晶光纤。这是首次通过调控基质材料内部Sc3+与Ga3+的比例来调整整个晶体的荧光特性。实验中的一系列化合物的结构都通过X射线衍射法(XRD)测试得到。每组化合物的内部成分与掺杂元素的分布都由X射线荧光光谱分析法与电子探针微观分析法(EPMA)测试得到。每个组分的晶格震动变化以及声子能量的测试也都通过拉曼光谱在相同的实验条件下测得并且进行了比较。各个组分的晶体材料的吸收光谱、中红外波段荧光光谱以及Er3+:4I13/2和4111/2能级的荧光寿命都在相同的实验条件下测试得到。并且对于这些不同组分的荧光特性都进行了比较与总结。通过对比各个组分的荧光寿命光谱的实验数据发现,当Sc3+的比例在整个多晶料中上升时,会导致生长的晶体中Er3+:4I13/2能级荧光寿命的减小,从而使整个晶体的发射光谱展现出红移的特征。而从各个组份的发射光谱的发射峰上可以观察到其红移发生在2795nm至2815nm之间,具体红移的量为20nm。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
宋杰武[3]（2019）在《KDP单晶光纤生长及相变研究》一文中研究指出磷酸二氢钾(KH2P04)简称KDP,由于其能同时满足较大的电光系数和非线性光学系数,较高的损伤阈值,且能生长大口径晶体等一系列优点,被广泛应用于Q开关,频率转换和电光调制等领域,且是目前唯一可用于惯性约束核聚变的晶体材料,因此KDP的相关研究备受关注。KDP的生长已有半个多世纪的历史,过去关于KDP的研究一直致力于大尺寸晶体的生长方面。最近我们课题组在室温条件下发现两种不同结构的一维微米级KDP单晶光纤,且其中一种单晶光纤的结构与KDP高压ⅣV相相同。之前关于KDP的研究报导一直认为高压Ⅳ相在室温条件下不能稳定存在。室温条件下KDP高压ⅣV相的发现刷新了人们对于KDP晶体的认识,将KDP的相关研究带入微纳米研究新领域,丰富了KDP的研究范围。大尺寸的KDP晶体生长和加工技术已经较为成熟,但是关于KDP单晶光纤的生长机理和控制方向生长技术却有待研究。此外,KDP结构中存在氢键作用,在温度和压力变化下结构会有一系列的变化,从而导致丰富的相变现象,而在室温条件下发现的KDP高压Ⅳ相在温度和压力等的变化下的相变研究尚属空白。因此,本论文对KDP单晶光纤的生长和相变情况开展实验研究。本论文主要分为两大部分:第一部分包括第二章、第叁章、第四章,主要研究KDP单晶光纤的自组装生长方法,通过生长环境和条件的改变,成功生长出质地优良具有较大长径比的KDP单晶光纤。然后在课题组自行搭建的晶体生长装置中进行KDP单晶光纤的进一步生长,并系统的比较了 KDP块晶与光纤的生长差异,发现了 KDP单晶光纤特异的生长行为。最后,结合晶体的结构和已有的理论,对KDP单晶光纤的生长行为进行了初步探讨。第二部分包括第五章和第六章,主要研究正在生长的单斜相KDP在溶液中的相变情况以及已经长成的单斜相KDP在压力温度等条件的变化下的相变现象,同时结合晶体结构分析讨论了单斜相相变的机理。第七章归纳论文内容与创新点以及有待于进一步研究的工作。本论文的创新点为:1)首次使用原位显微观察方法研究了 KDP四方和单斜晶相晶体的生长;2)首次在实验中观察到微米单晶光纤与体块晶体生长动力学的差异;3)首次对常温常压下发现的KDP高压晶相Ⅳ的溶液、温度、压力相变进行了表征。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）
徐晓东,宋青松,徐军[4]（2019）在《微下拉法激光单晶光纤的研究进展》一文中研究指出激光单晶光纤是介于传统激光块体晶体与玻璃光纤之间的新型增益介质,具有高长径比、大比表面积、散热好、非线性增益系数小等优势,是当前世界科技研究的前沿和热点。采用微下拉法晶体生长技术可以生长出直径达到300μm的激光单晶光纤,其在短脉冲激光放大上取得了一系列令人瞩目的成果。本文主要介绍了近期激光单晶光纤的微下拉法生长进展,晶体直径0.5-2mm。通过改变晶体生长工艺,获得了高光学质量的单晶光纤,部分单晶光纤见图1所示。在多种激光单晶光纤中获得了激发震荡和激光放大输出。(本文来源于《第九届国际稀土开发与应用研讨会暨2019中国稀土学会学术年会摘要集》期刊2019-05-15）
海珊[5]（2019）在《蓝宝石单晶光纤包层制备的研究》一文中研究指出本论文具体阐述了两种工艺方法:低压化学气相沉积法(LPCVD)和原子层沉积法(ALD)以在蓝宝石单晶光纤表面沉积薄膜。目的是想制备与蓝宝石光纤具有良好兼容性和稳定性的光纤包层,从而既解决光在光纤内部传输时光损耗问题,又为光纤提供了有效的保护。蓝宝石单晶光纤具有优异的物理和化学性能,在高温光纤传感和近红外传感等领域都有非常好的应用前景。但它与石英光纤和聚合物光纤不同,由于自身制备工艺的限制,蓝宝石光纤是无包层的单晶光纤,即裸光纤。为了延长光纤的寿命,扩大光纤的工作范围,需对蓝宝石光纤表面进行包层生长。经过理论分析,选择六方氮化硼(hBN)和氧化铝作为包层研究对象。hBN和氧化铝薄膜具有优良的物理和化学性能,满足蓝宝石光纤对包层材料性质的要求。目前国内外对蓝宝石光纤包层的研究十分的热衷,但是对利用化学气相沉积制备hBN薄膜以及利用原子层沉积法制备氧化铝作为光纤包层的研究还未见报道。化学气相沉积法适合于制备致密均匀的hBN薄膜;原子层沉积法能够实现对氧化铝薄膜厚度和密度的精确控制,方便获得具有所需折射率的包层薄膜。本文便是围绕着蓝宝石光纤包层的材料选择、制备工艺和薄膜性质进行研究。论文分别详述了两种制备包层的工艺方法,一种是利用LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN薄膜,hBN薄膜经SEM,Raman,椭偏分析的结果显示,基于LPCVD在蓝宝石光纤表面生长hBN的工艺是可行的。1000℃下蓝宝石光纤上生长的hBN薄膜比较致密均匀,且结晶性能良好。并且利用该工艺在光纤上生长的hBN薄膜的结晶性质与平面衬底上生长材料的结晶性能保持一致。另外本论文也基于原子层沉积技术在蓝宝石单晶光纤表面沉积生长氧化铝薄膜,对薄膜进行退火工艺处理,结果显示退火工艺的处理,使得薄膜内部区域的空洞和微裂纹等缺陷大部分减少,1200℃到1300℃退火温度下,薄膜结构显得更加致密和均匀,且结构中的孔洞不再存在;氧化铝的折射率随着退火温度的升高呈现先升高后趋于稳定的趋势,当退火温度在1200℃和1300℃之间时,折射率趋于稳定,数值大概在1.726;退火后的氧化铝薄膜内部存在Al-0结晶相,1200℃和1300℃退火处理后的氧化铝薄膜的晶相与γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3更相似。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
舒骏[6]（2018）在《白钨矿结构的几种单晶光纤的微下拉法生长及性能研究》一文中研究指出人工晶体是信息技术发展的驱动力,是光学、电子学、计算机、通讯、传感等设备仪器的物质基础及核心原材料。人工晶体与天然晶体相比,具有可控的生长规律及习性,可根据应用对象的性能需求,按照人的意志,在适当环境条件和适当设备下,生长出满足特定应用需求的人工晶体。单晶光纤拥有体块单晶和玻璃纤维的双重优点,具有高长径比和大比表面积,有效降低了高功率密度的光信号通过时的过热问题。通过角匹配或模匹配,可以获得长相互作用的路径,非常适合在集成光学中应用。随着小型化和高功率激光器的发展,单晶光纤的作用日益突显。我国单晶光纤的研究尚处于技术储备阶段,无论在基础理论和器件应用都有大量的工作可做。微下拉法是近年来快速发展的单晶光纤生长技术,具有定型生长、原料用料少、分凝系数高等优点。国际上微下拉技术仍处于发展初期,我国的微下拉技术更是在起步阶段。本论文的内容以白钨矿结构的晶体为研究对象,采用微下拉生长技术,对W-LED用红色荧光单晶光纤和激光单晶光纤进行了探索。白钨矿结构的空间群为I41/a,属于四方晶系。本论文选取了白钨矿结构的两种晶体,即CaMoO4和LiYF4型晶体。Eu3+:CaMoO4在近紫外和蓝光区域具有强光吸收,可以应用在紫外芯片激发的白光LED中,被业界认为最有可能取代商用红色荧光粉Eu3+:Y2O2S[1]。随着紧凑型荧光灯的发展,传统荧光粉封装后的散热和热稳定性差的问题越来越明显,而单晶光纤具有优秀的热传导和热稳定性,Eu3+:CaMo04单晶的生长报道很少,因此本文首次报道了 Eu3+:CaMoO4单晶光纤的生长及光谱研究。LiYF4是优秀的激光基质晶体,声子能量比氧化物低,稀土能级寿命增加,光谱透过范围比氧化物宽,可以实现高浓度掺杂。但是LiYF4晶体较软,体块单晶难以加工到较小的直径(1 mm及以下),因此采用微下拉法定型生长出氟化物单晶光纤,具有应用潜能。微下拉法的籽晶定向生长很重要,可以提高单晶光纤对泵浦光的吸收,但氟化物的籽晶定向微下拉法生长难度大。虽然2005年A.M.E.Santo 等人[2],之后又有 D.Maier 等人[3]、T.Yanagida 等人[4]报道了 LiYF4单晶光纤的微下拉法生长,但是一直没有LiYF4型单晶光纤的籽晶定向生长成功的报道。我们首次报道了 LiYF4型单晶光纤的籽晶定向的微下拉法生长,并研究了其偏振吸收和发射光谱。本论文的主要研究工作和结论如下:Eu3+:CaMoO4单晶光纤的生长及光谱表征采用微下拉法定向生长0.01at.%和0.05at.%Eu3+:CaMoO4单晶光纤,,研了单晶光纤生长所需的气氛和温场。CaMoO4单晶光纤生长中存在着严重的开裂面(001)面,采用a向籽晶和增加另外的后加热器,可以避免晶体开裂。微下拉法可以获得高质量的Eu3+:CaMoO4单晶光纤。在室温及低温下,表征了 0.01 at.%Eu3+:CaMoO4单晶光纤的偏振吸收光谱,分析了晶体的偏振吸收光谱与致色离子Eu2+在晶格中占位的关系。σ偏振方向上Eu2+离子之间的距离较小,σ偏振方向在可见光区域的吸收强度比π偏振方向大。在室温及低温的偏振发射光谱中,表征了 0.01 at.%Eu3+:CaMoO4单晶光纤作为红色荧光单晶的性能,表明晶体具有较好的色纯度。在室温下,采用395 nm的LED光和532 nm的激光激发晶体,发射峰的相对强度和劈裂数目产生变化。这是因为一些Eu3+离子周围存在着Oi2-离子,导致Eu3+离子周围的对称性不同。1 at.%Eu3+:CaMoO4单晶光纤的平均荧光寿命比已报道的1 at.%Eu3+:CaMoO4荧光粉寿命短,可能是晶体中Eu3+离子的含量比粉末低。Eu3+:CaMoO4单晶光纤的颜色成因探究报道了 Eu3+:CaMoO4单晶的颜色是价态补偿机理造成的,Eu3+离子掺杂引起了Eu2+和间隙氧离子(Oi2-)的产生与共存。通过晶体样品中Eu3d的XPS谱测试,发现Eu2+离子的存在。通过Eu3+:CaMoO4晶体样品在空气和氢气中的退火实验,比较晶体退火前和退火后的吸收光谱和XPS谱,证明了 Oi2-离子的存在。通过测试纯CaMoO4晶体,Eu3+:CaMoO4晶体空气中退火前和退火后的电导率,说明Eu3+离子掺杂和空气退火引入了Oi2-离子。采用微下拉法生长了 1 at.%Eu3+单掺和1 at.%Li+/Eu3+共掺的CaMoO4单晶。通过晶体的XRD测试,证明Li+和Eu3+离子均占据Ca2+离子格位,Li+作为Eu3+离子掺杂时的价态补偿离子。通过测试Li+/Eu3+共掺和Eu3+单掺的晶体吸收光谱,发现Li+/Eu3+共掺样品的400-750 nm吸收峰强度比Eu3+单掺样品低。掺杂Li+离子可以降低400-750 nm的吸收峰强度,证明该吸收峰是由价态补偿机理造成的。Li+离子的掺杂可以降低晶体中Eu2+和Oi2-说离子的含量,降低吸收峰强度。测试Eu3+离子的室温荧光探针光谱,验证了 Oi2-离子的存在。Eu3+离子的5D0→7F2跃迁与5D0→7F1跃迁谱线的相对强度比值为A21,其值可以说明Oi2-离子含量的变化。通过荧光光谱发现,Eu3+掺杂比Li+/Eu3+共掺的晶体样品的A21值更大,说明Oi2-离子含量更多。对比生长出的Eu3+:CaMoO4晶体样品,空气中退火和氢气中退火的Eu3+:CaMo04晶体样品,发现空气中退火样品的A21值最大,说明其Oi2-离子含量最多,均与价态补偿机理一致。采用DFT理论计算,在CaMoO4中先后引入Eu2+和Oi2-离子,得到的吸收光谱与实验结果一致。吸收峰的范围是400-750 rnn,且Oi2-离子的引入可以增强吸收峰强度。Eu2+和Oi2-离子共存时,体系的自由能最低。计算了 CaMo04和Eu2+/0 i2-CaMoO4的禁带宽度,分别为3.1和1.5 eV。Eu2+和02-离子的电子对价带有贡献,Eu2+/Oi2-:CaMoO4价带顶部的绝大部分电子来源于Eu2+离子。在低温荧光光谱中出现的630-720 nm波段的发射峰,其中心位于680 nm,对应着1.8 eV,可能是导带电子向Eu2+轨道跃迁时引起的发射。在高温氧化气氛中,钼酸盐基质可以发生Eu3+→Eu2+离子的还原,原因可以解释为价态补偿机理。Oi2-离子作为电子供给者,Eu3+离子作为电子接受者。当Oi2-离子高温下释放出电子,该电子可能被Eu3+离子捕获,发生了 Eu3+→Eu2+离子还原。LiYF4型单晶光纤的生长及光谱研究首次报道LiYF4(LYF)和LiLuF4(LLF)单晶光纤的籽晶定向的微下拉法生长,晶体直径控制稳定,质量高。对比提拉法和微下拉法生长的1 at.%Pr3+:YLF单晶的偏振吸收和发射光谱,峰强和峰位十分接近。微下拉法生长的Pr3+:YLF单晶光纤,其分凝系数比提拉法生长的单晶高。报道了微下拉法生长的立方晶系1 at.%Pr3+:KY3F10(KYF)单晶光纤,对比提拉法和微下拉法生长的1 at.%pr3+:KYF单晶的偏振吸收和发射光谱,峰强和峰位非常接近。比较了 Pr3+:KYF和Pr3+:YLF单晶光纤的光谱差异,Pr3+:KYF单晶光纤在486 nm出现了次级吸收峰,而Pr3+:YLF单晶没有,可能与KYF晶格的轻微无序有关。对比提拉法和微下拉法生长的10 at.%Yb3+:YLF单晶的偏振吸收和发射光谱,峰形和峰位十分接近。微下拉法生长的Yb3+:LiLuF4单晶光纤可以获得Yb3+离子的高掺杂浓度。(本文来源于《山东大学》期刊2018-09-20）
王雅兰,王庆[7]（2018）在《单晶光纤放大器研究进展》一文中研究指出单晶光纤处于光纤和晶体介质之间的特殊结构使其同时具备光纤和晶体介质的优点。单晶光纤的增益高,热管理简单,非线性效应对其影响小,在超短脉冲放大中得到了广泛应用。对单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展进行了综述。介绍了单晶光纤常用的两种制备方法,微拉伸法和激光加热基座法;以提升单晶光纤放大器放大效率的各种方法作为主线,分别介绍了Nd…YAG和Yb…YAG掺杂下的单晶光纤放大器以及一些具有特殊结构的新型单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展;对单晶光纤放大器的应用前景以及未来发展趋势进行了展望。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年10期）
余露[8]（2018）在《Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂YAG、Y_2O_3单晶光纤上转换荧光温度传感技术研究》一文中研究指出近年来,基于稀土离子热耦合能级上转换荧光强度比例的光学测温技术由于其具有较高的灵敏度和简单的原理受到了广泛研究。本文对Yb3+/Tm3+离子共掺YAG、Y203单晶光纤上转换荧光温度传感技术进行了研究。采用激光加热基座法(LHPG)制备端部Yb3+/Tm3+共掺杂YAG、Y2O3单晶光纤,分别是样品 1#5.0%Yb3+/0.5%Tm3+:YAG单晶光纤、样品2#5.0%Yb3+/1.5%Tm3+:YAG单晶光纤、样品3#5.0%Yb3+/0.5%Tm3+/00.5%Pr3+:YAG单晶光纤和样品4#5.0%Yb3+/0.5%Tm3+:Y203单晶光纤。对样品的掺杂浓度、上转换荧光和温度特性等方面进行了研究,并分析了影响这些样品热耦合能级荧光强度比的因素,得到实验结果如下:(1)在相同激发光源强度泵浦下,通过观察上转换荧光光谱,在掺杂离子浓度相同的情况下,Yb3+/Tm3+在Y2O3基质中的发光效率更高;在相同基质情况下,Tm3+离子掺杂浓度越高,上转换红色荧光就会越强。(2)通过对各样品上转换荧光温度特性进行研究,得出样品Yb3+/Tm3+:YAG有热耦合能级3F2,3、3H4,3H4(a)、3H4(b)和1G4(a)、1G4(b);Yb3+/Tm3+:Y2O3有热耦合能级3F2,3、3H4和1G4(a)、1G4(b)。通过对4种样品的分析可知,Tm3+离子的浓度、基质不同,基本不影响热耦合能级间距值,但荧光强度比值还是会受到离子浓度和基质材料的影响。(3)通过对测温灵敏度的研究,发现样品1#Tm3+的热耦合能级3F2,3,3H4作为温度探测依据时它的相对灵敏度会比较高,相对灵敏度达到2571.36/T2。通过对绝对灵敏度的研究,发现为了获得较高的绝对灵敏度,在低于450K温度范围时,可以利用Tm3+蓝光部分的热耦合能级1G4(a),1G4(b)荧光强度比,在高于450K的时候,应该利用红光及近红光的热耦合能级3F2,3,3H4荧光强度比值作为温度探测依据。(4)通过对样品在不同激光功率强度下的荧光强度比进行研究。得出利用一对Stark分裂热耦合能级可以在一定温度范围内消除由于激光功率不同带来的荧光强度比值不同的问题。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-01-01）
王光强[9]（2017）在《四苯基溴化膦体块单晶、光纤单晶生长及受激拉曼散射性能研究》一文中研究指出激光自发明以来,极大地促进了科技的发展和社会文明的进步,被誉为20世纪最伟大的发明之一。在基础科学方面,激光出现以后,通过研究激光与物质相互作用时表现出的许多新的物理现象,人们对基础物理的认识进一步深化,对许多物理现象的本质都有了更深刻的理解;在技术应用方面,许多以激光技术为基础的应用技术得到发展,如激光医疗、光纤通讯、激光精密加工、激光显示、激光探测、激光传感等技术极大地改善了人类的生活。产生激光的方式有直接泵浦激光物质发光和光学非线性频率变换等方式,由于可以直接产生激光的激光工作物质种类有限,因此光学非线性频率变换是一种获得新波长激光的重要手段。光学非线性频率变换属于强光光学的范畴,是与激光技术一同发展起来的一门学科,当强激光与物质相互作用时,由于物质的内部电场被光电场所极化,极化的电场又反作用于光电场,使光的频率发生改变,从而实现频率变换的效果。晶体材料由于其非线性转换效率高、光学透过性好、机械性能稳定、可以实现器件全固态化等优点,一直是光学非线性材料的重点研究对象。受激拉曼散射效应是一种重要的叁阶非线性光学效应,具有受激拉曼散射效应的拉曼激光材料目前已被广泛用于拉曼激光器件的研究。拉曼晶体是重要的拉曼激光材料,传统的拉曼晶体材料以体块的无机晶体材料为主,其晶体生长和加工工艺较为成熟,热学和机械性能优良,目前已经实现器件化和标准化。传统无机拉曼晶体材料的拉曼频移多在1000cm-1以下,且需要较高能量的激光泵浦。近年来,随着相关学科领域的发展,激光材料和激光器件的小型化、低维化和低能化成为新的需求。就拉曼激光材料来讲,有机晶体材料可以提供较大的拉曼频移(3000cm-1以上),种类丰富、来源广泛、成本低廉等优势,近年来逐渐引起研究者的关注。为发展有机拉曼激光晶体新材料,本论文研究了四苯基溴化膦体块晶体和光纤单晶的生长、晶体结构、表征、光波导以及受激拉曼散射性质的研究,并对光纤晶体的生长动力学进行讨论。本论文的研究内容主要可以分为两大部分:第一部分包括第二章、第叁章,主要利用传统的溶液降温法生长了厘米级的四苯基溴化膦体块单晶,总结了有机晶体材料的生长方法和遇到的问题,并对所生长的四苯基溴化膦晶体的单晶结构进行了确认,对晶体的基本物理性能进行了表征,对晶体进行了定向和加工,并尝试进行了受激拉曼散射激光测试。第二部分包括第四章、第五章、第六章,主要利用水溶液自组装的方法,通过合理选择衬底和调控生长条件,成功制备了长度达数毫米级,直径低至数微米级的具有较大长径比的高质量四苯基溴化膦单晶光纤,并通过课题自搭建的光学测试系统对制备的四苯基溴化膦单晶光纤的光波导性质和受激拉曼散射性质进行了研究,以532nm低功率连续激光为泵浦源,成功获得了多色的受激拉曼散射激光输出,并研究了拉曼散射光强度与泵浦光功率的定量关系。最后,结合对四苯基溴化膦单晶光纤生长过程中的实时观察,基于晶体结构和PBC理论,对四苯基溴化膦单晶光纤的一维生长机制提出了定性的解释。本论文的主要创新点如下:1.首次通过水溶液缓慢降温法,采用顶部籽晶方法生长了四苯基溴化膦厘米级体块单晶,晶体外形规则,透光性好,质量较高。2.针对四苯基溴化膦原有晶体结构信息年代久远,数据不完整的问题,本论文完善了四苯基溴化膦单晶结构数据,首次测量了四苯基溴化膦单晶的硬度、热学性能、透过光谱等基本物理性质。3.通过溶液自组装的方法,成功制备了微米级、大长径比的四苯基溴化膦单晶光纤。4.对四苯基溴化膦单晶光纤的光波导性能和受激拉曼散射性能进行了测试,成功获得叁个波长的受激拉曼散射激光输出。5.对四苯基溴化膦单晶光纤的一维生长过程进行了实时观测记录,并对其一维生长的动力学机制提出了定性的解释。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-19）
洪双露[10]（2016）在《（Yb~(3+),Tm~(3+),Ho~(3+)）掺杂YAG单晶光纤制备及其上转换特性研究》一文中研究指出稀土离子由于具有独特的4f电子层结构和丰富的能级而成为研究的热点,将稀土离子掺杂在一定的基质材料中即可得到上转换发光材料,上转换发光材料在上转换激光器、激光防伪、叁维立体显示、光学温度传感器、染料敏化太阳能电池以及生物标记和医学诊断等方面有广阔的应用前景。本实验通过激光加热基座法(LHGP)成功的制备了质量较好的5种掺杂型YAG单晶光纤,分别标记为样品1# 5.0% Yb3+/1.0% Tm3+:YAG单晶光纤、样品2# 5.0% Yb3+/0.5% Ho3+: YAG单晶光纤、样品3# 5.0% Yb3+/1.0% Tm3+/0.2% Ho3+:YAG单晶光纤、样品4# 5.0& Yb33+/1.0% Tm3+/0.25% Ho3+:YAG单晶光纤和5# 5.0% Yb3+/1.0% Tm3+ /0.5% Ho3+:YAG单晶光纤,这些单晶光纤的直径大约在300μm～1100μm之间,长度在2mm～45mm之间,YAG单晶有许多优点,如熔点高、物理和化学性能好,同时光纤具有波导的特性、光束方向好和损耗小等,因此YAG是一个很受欢迎的基质材料,具体的研究结果如下：(1)通过测量样品1#和2#的吸收光谱,发现它们在980nm附近有很大的吸收,这主要是由于Yb3+离子从基态2F7/2跃迁至激发态2Fs/2的结果,因此Yb3+离子常常作为敏化剂,将吸收的能量传递给其他发光离子。这也是本实验采用974nm激光器作为泵浦光的主要原因。(2)通过测量样品1#和2#的上转换光谱测试,常温下在974nm的激光泵浦的激发下,样品1#在可见光部分发出较强的上转换蓝光和较弱的上转换红光辐射,对应有叁个峰,波长为486nm(蓝光)、650nm和680nm(红光)附近,分别对应于Tm3+离子的1G4→3H6(486nm)、1G4→3F4(650nm)和3F2,3→3H6(680nm)能级跃迁；样品2#出现较弱的上转换绿光(550nm)和较强的上转换红光(667nm)辐射,分别对应于H03+离子的5F4,5S2→5I8(550nm)和5F5→518(667nm)能级跃迁。(3)通过上转换功率曲线测试,由于样品1#和2#中Tm3+和Ho3+相关能级都达到了饱和,因此斜率都接近1,我们推测可能是由于实验材料很细,可能跟基质有关等,使其很容易达到饱和,由于实验条件的限制,过低的激光功率将导致光谱仪噪声太大从而实验数据无法得到。(4)研究叁掺杂的Yb3+/Tm3+/Ho3+:YAG单晶光纤上转换光谱,通过测量在974nm的泵浦光的激发下样品#、4#和5#的上转换荧光光谱,研究发现随着Ho3+离子浓度的增加,蓝光的辐射明显减少。但是不管如何改变Ho3+的掺杂浓度,绿光的强度还是过低,导致得不到质量很好的白光源,为了很好的理解叁掺杂YAG单晶光纤的发光现象,我们对其发光机制进行了理论上的分析。(5)通过对样品1#荧光温度特性进行研究,发现在974nm激光的泵浦下682nm(3F2,3→3H6)和780nm(3H4→3H6)属于一对热耦合能级,通过拟合荧光强度比与温度的具体表达式,得到拟合出来的两个能级间的能量差△E=1607cm-1与实际两个能级间的能级差△Ef=1842cm-1十分接近,其绝对灵敏度达到2313.09/T2,是一个较好的潜在温度传感材料。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-05-01）
单晶光纤论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,随着现代科技的发展,越来越多的研究领域需要人工晶体材料的参与。传统的体块晶体材料拥有良好的机械性能与较大的热导率的优势。而玻璃光纤也具有高长径比与大比表面积等优势。结合这两种材料的特点,单晶光纤的概念得以应运而生。单晶光纤是介于传统体块晶体和玻璃光纤之间的一种一维激光增益介质。单晶光纤的材质来源为传统的激光晶体,但是在外型上又秉承了玻璃光纤的高长径比和大比表面积,这使得它具有导光性好,耐高温,拉伸强度高,质量轻,体积小,抗电磁干扰等优良特点。这些优异的性质使得单晶光纤在通讯、传感、医药、激光等方面都有广泛的涉及与应用。所以对于单晶光纤材料的研究时下已经成为一种新的趋势与热门,因此开展对于这类材料的的研究与应用显得尤为重要。目前,随着单晶光纤相关理论知识的建立和发展,由这种材料衍生出的激光武器也逐渐走上世界的舞台。对于2.7-3.0微米中红外波段处,此波段内的激光在水中,生物组织中和大气中有强烈吸收,所以其在医学、生物、远程感应等方面都有广泛的应用。目前此波段的激光材料已经成为各个国家与研究机构争相竞争研究的重点。而本论文的主要目的就是探索新材料在此波段内的光谱性质以及由于基质材料变化引起的红移规律。本文通过固相烧结法合成了 Er3+掺杂浓度为百分之叁十的Y2.1Er0.9(SSGa1-x)5O12的多晶料,并且通过微下拉法生长出了 Sc3+与Ga3+比例不同的多组单晶光纤。这是首次通过调控基质材料内部Sc3+与Ga3+的比例来调整整个晶体的荧光特性。实验中的一系列化合物的结构都通过X射线衍射法(XRD)测试得到。每组化合物的内部成分与掺杂元素的分布都由X射线荧光光谱分析法与电子探针微观分析法(EPMA)测试得到。每个组分的晶格震动变化以及声子能量的测试也都通过拉曼光谱在相同的实验条件下测得并且进行了比较。各个组分的晶体材料的吸收光谱、中红外波段荧光光谱以及Er3+:4I13/2和4111/2能级的荧光寿命都在相同的实验条件下测试得到。并且对于这些不同组分的荧光特性都进行了比较与总结。通过对比各个组分的荧光寿命光谱的实验数据发现,当Sc3+的比例在整个多晶料中上升时,会导致生长的晶体中Er3+:4I13/2能级荧光寿命的减小,从而使整个晶体的发射光谱展现出红移的特征。而从各个组份的发射光谱的发射峰上可以观察到其红移发生在2795nm至2815nm之间,具体红移的量为20nm。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
单晶光纤论文参考文献
[1].王涛,张健,张娜,武柏屹,王思媛.单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展[J].激光与光电子学进展.2019
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[9].王光强.四苯基溴化膦体块单晶、光纤单晶生长及受激拉曼散射性能研究[D].山东大学.2017
[10].洪双露.（Yb~(3+),Tm~(3+),Ho~(3+)）掺杂YAG单晶光纤制备及其上转换特性研究[D].浙江大学.2016
标签：光纤光学; 光纤激光器; 激光加热基座(LHPG)法; 微下拉(μ-PD)法;