高功率固体激光晶体Nd3+:Gd3Ga5O12的生长和光谱性能的研究

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+:GGG)激光晶体,晶体的干涉条纹证明它有良好的光学均匀性,晶体(444)面的双晶摇摆曲线表明晶体的质量非常好。研究了室温下的吸收谱和发射谱性质。分析了Nd3+:GGG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06μm附近的荧光谱线之间的关系。Nd3+:GGG激光晶体的吸收截面、发射截面、荧光寿命分别为4.32×10-20cm2,2.3×10-1cm2,240μs。比较了Nd3+:GGG和Nd3+:YAG的物理参数,实验表明Nd3+:GGG较Nd3+:YAG有一系列的优点。     

76W连续波1064nm国产Nd:YAG透明陶瓷激光器

透明多晶激光陶瓷相对单晶激光介质而言,具有生产成本低、易大尺寸制造、可高浓度掺杂、结构灵活等优点,近年来成为高功率全固态激光领域的研究热点,国内多家单位也相继开展了激光陶瓷制备与激光特性的研究工作.     

侧面抽运国产Nd:YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd:YAG陶瓷棒的准连续及被动词Q激光输出特性.该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为φ3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为～1%.在千赫兹准连续运转条件下,当平一平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%.在谐振腔内插入Cr4 :YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4 :YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%.     

固体激光器中复合结构的研究进展

介绍了固体激光器中复合结构工作物质的概念、优点和制作方法。详细总结了每种方法制作的尺寸大小及应用于固体激光器中激光性能方面的改善程度。综述了复合结构工作物质和复合结构激：光器的研究历史和现状，并总结了Yb：Y3Al5O12晶体复合结构在同体激光器中的应用。最后指出了复合结构工作物质未来的发展方向。     

温度梯度法生长Nd∶YAG晶体的1200 W激光输出

用温度梯度法(TGT)生长了大尺寸的Nd∶YAG激光晶体,测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布。比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别。根据热容激光的原理,利用生长的Nd∶YAG激光晶体片设计了热容激光器,利用侧面抽运,获得了1200 W的激光输出,工作时间为2 s,光-光转换效率为30%。     

Nd:YSAG透明陶瓷的制备及激光实验

以氧化钇(99.99%,质量分数,下同)、氧化钕(99.99%)、硝酸铝(分析纯)、乙二胺四乙酸(C10H16N2O8,分析纯,EDTA)为原料,经过成型、素烧最终在氢气气氛中用燃烧法制备了掺钕的钇铝钪石榴石[Ndx:Y3(1-x)(Scy,Al2-y)Al3O12,Nd: YSAG]粉体.结果表明:采用这种方法在900℃可以合成Nd: YSAG单相粉体,在氢气气氛中1850℃烧结6h可以获得较好的Nd: YSAG粉体,即制备的Nd: YSAG粉体具有很好的烧结活性.在Nd: YSAG透明陶瓷中,Nd的摩尔分数可达6%,甚至更高,样品的透过率依然很好.Nd: YSAG透明陶瓷具有谱线较宽的特点.实验中,用激光Ti: sapphire作为泵浦源,采用平凹腔结构获得了激光输出为10mW.     

Fe:ZnS/ZnSe中红外固体激光器研究进展

高性能中红外激光在军事对抗、生物安全、环境科学等领域有重要的应用价值。Fe:ZnS/ZnSe具有长输出波长、宽吸收带和发射带的特点,是实现高性能、宽调谐3μm~5μm激光输出的最有效激光介质。介绍了Fe:ZnS/ZnSe的光谱和热动力学特性,评述了Fe:ZnS/ZnSe在低温和常温下激光输出性能方面的最新进展,分析了Fe:ZnS/ZnSe激光器在功率、能量提升以及室温运转方面面临的科学挑战。     

固态晶体生长及其在平面波导结构制备上的应用

研究了烧结温度、晶粒大小以及掺杂离子对固态晶体生长的影响。在热致固态晶体生长的过程中, 接近键合面的陶瓷会被单晶诱导而转变成取向一样的单晶, 同时形成稳固的键合。实验利用这种方法制备核层为12at%Yb:YAG陶瓷(100 mm), 包层为YAG晶体的平面波导结构。这种方法制备的波导结构没有Yb离子的浓度扩散现象。同时, 还测试了平面波导结构的激光性能: 通过设计平平腔实现了1.14 W, 斜率效率16.09%的激光输出; 在三镜腔中实现1.83 W, 斜率效率9.59%的激光输出。并且激光输出在1027.5 nm到1033.5 nm间连续可调。     

Ce3+掺杂石榴石基荧光材料的光谱调控研究进展

Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料凭借其良好的物化特性、高荧光转换效率、较短的荧光寿命、激发光谱与紫外/蓝光发光二极管发射谱的高效匹配等特点,被广泛用于照明、显示、医学成像等领域。得益于石榴石结构丰富的阳离子格位,通过多种类基质化学组分取代可实现Ce³⁺发射波长从460～610 nm范围内的连续可调,不仅大大拓宽了其潜在应用场景,也为Ce³⁺发光理论的建立和完善提供了广泛的素材。然而随着近年来相关实验探索的大幅增加,种类较为庞杂的Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料特性与发射波长调控理论常常出现无法解释甚至矛盾之处,成为阻碍Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料发展的重要瓶颈之一。针对这一问题,本文简要介绍了基质化学组分取代调控Ce³⁺发射波长的几种主要理论,综述了近年来Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料的研究进展,并结合理论与实验,主要从[CeO₈]畸变因子角度出发,讨论了离子取代对Ce³⁺发光性能的影响。     

激光二极管抽运的国产Yb:YAG陶瓷激光器

研究了国产Yb：YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管（LD）纵向同轴抽运Yb：YAG陶瓷样品，样品的掺杂原子数分数为1％，一端面镀940nm和1030nm双增透膜，另一端面镀1030nm增透膜，激光器在1031nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb：YAG陶瓷在不同输出透射率（T=4％，8％，10％）条件下的激光输出特性。整个实验过程中，激光器维持基横模运转。当输出透射率为10％，吸收的抽运功率为9W时，激光器获得最大的激光输出功率为1．63W，相应的斜率效率为23．2％。