中红外磷锗锌光参量振荡器的参量对比与分析

对国内外中红外磷锗锌光参量振荡器(ZGP-OPO)的参数进行了对比与分析,包括ZGP-OPO晶体尺寸、泵浦源、相位匹配方式、谐振方式、腔形、阈值、中红外输出等方面,并指出国内外中红外ZGP-OPO技术发展方向。     

ZnGeP2多晶合成爆炸原因分析与工艺改进

分析了磷锗锌(ZnGeP2)多晶合成中的化学反应及其发生爆炸的原因,研究出防止安瓿爆炸的合成新工艺。采用改进的单温区合成法,配合梯度降温冷却技术,有效地避免了ZnGeP2合成过程中的爆炸现象,实现了富余P与合成产物的有效分离。经X射线衍射仪、能量分散光谱仪测试表明:合成产物是高纯单相的ZnGeP2多晶材料。以此为原料,采用垂直布里奇曼法进行ZnGeP2晶体生长,获得了尺寸达Φ20 mm×60 mm外观完整、结晶性好的ZnGeP2单晶体。     

定向红外干扰系统中磷锗锌激光源的最新进展

高质量中红外激光源是定向红外干扰系统中的核心组件,与系统的作战效能密切相关。介绍了定向红外干扰系统中基于磷锗锌晶体的激光源的晶体特性、生长工艺、常用腔型和抽运源技术,详述了磷锗锌激光源的最新研究和应用进展,分析了制约磷锗锌激光源发展的技术瓶颈,并对磷锗锌激光源在定向红外干扰系统中的应用前景进行了展望。     

中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究

采用110 W光纤耦合输出二极管激光器泵浦Tm∶YAP晶体,测量了晶体热焦距与吸收泵浦功率的关系,依此设计了基波谐振腔,得到最高32 W的2μm基波输出。计算了2μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配ZGP-OPO的相位匹配曲线,得到中波输出时的相位匹配角。用脉冲基波泵浦ZGP-OPO,最高输出10.5 W中波激光。测量了中波激光的光谱和光束质量,波长峰值分别是3.45μm和4.8μm,光束质量因子M2=4.6。     

垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件优化

分析了利用垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件,如坩埚的材质和形状、炉体温场、固液界面形状、生长速率以及采用籽晶等生长条件对晶体单晶率和质量的影响,并提出了优化垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体的条件。     

大口径超低吸收系数中红外磷锗锌晶体与器件制备

光参量振荡（OPO）技术是目前实现全固态可调谐高功率3～5μm中红外激光的主流方案,其核心是红外非线性光学晶体,晶体品质决定红外激光功率水平。磷锗锌（ZnGeP₂, ZGP）晶体性能优异,被称为"中红外非线性光学晶体之王",但在0.7～2.2μm附近存在异常的光学吸收带,这阻碍了ZGP OPO功率的进一步提升。针对这一问题,采用自制的梯度冷凝炉,结合超低梯度冷凝技术,生长出3.8～5.0 cm大尺寸ZGP单晶,通过定向、切割、退火、抛光、镀膜等处理后,成功实现了多种规格OPO器件的生产,最大器件尺寸达30 mm×30 mm×40 mm,器件在波长2.09μm和1.064μm处的吸收系数分别低至0.015 cm^-1和0.4 cm^-1。采用单块超低吸收ZGP OPO器件,实现了3～5μm高功率中红外激光输出,功率达107 W,斜率效率为75%,光光效率为61.8%,光束质量（M²）为3.1左右。     

稳定提拉法晶体生长界面的装置和方法研究

为了解决传统提拉单晶体生长界面不稳定的难题,该文在传统全自动提拉单晶炉等径控制理论的基础上,通过原料补充装置,不断添加与晶体生长量相等的晶体原料至坩埚内,以稳定晶体生长液面的高度不变;再通过光学放大和电荷耦合器件(CCD)成像装置测量晶体实时直径的变化,以此变化率调整晶体旋转速度,最终使晶体生长界面始终维持在一个相对稳定的理想状态,从而保证晶体外形符合设定要求和内部品质的优良。     

垂直布里奇曼法生长的Cd0.8 Mn0.2Te单晶体中Te沉淀相分析

Cd1-xMnxTe（CdMnTe,CMT）是制备光学隔离器、太阳能电池、x射线和γ射线探测器的优选材料。本实验采用垂直布里奇曼（VB）法成功地生长出Cd0.8Mn0.2Te单晶体。用JEM-3010型高分辨透射电子显微镜（HRTEM）观察了CMT晶体中的纳米级Te沉淀。选区电子衍射得到了Te沉淀与CMT基体两相的合成电子衍射图。计算出单斜Te沉淀的晶胞参数为：a=0.31nm,b=0.79nm,c=0.47nm,β=92.71°。确定了Te沉淀和CMT基体的取向关系为（0 31）Te//（202）CMT,[100]Te//[111]CMT。最后,对Te沉淀（缺陷）的形成原因进行了分析。     

高功率Ho:YAG激光器及其泵浦的磷锗锌、硒镓钡和硒化镉中长波红外非线性光学频率转换研究进展

2μm、中波红外（3～5μm）和长波红外（8～12μm）波段位于大气传输窗口和人眼安全范围内,涵盖众多气体原子和分子的共振吸收峰,在光谱学、遥感、通信、地球大气环境监测和光电对抗等领域具有重要的应用价值。目前,获取中长波红外波段激光的方法分为线性和非线性两种。首先分析了两种方法在中长波红外激光领域的国内外最新研究进展。之后详细地介绍了哈尔滨工业大学可调谐（气体）激光技术国家级重点实验室在非线性光学频率转换领域近三年取得的研究成果,包含Ho∶YAG调Q激光器及其泵浦的磷锗锌（ZnGeP₂, ZGP）、硒镓钡（BaGa₄Se₇, BGSe）和硒化镉（CdSe）三种非线性晶体在中长波红外非线性光学频率转换器中的应用。相信随着2μm超短脉冲激光器的发展,高功率超短脉冲中长波红外激光技术会成为未来的研究热点。