优质大尺寸Nd:YAG单晶的生长

1.引言Nd:YAG棒的激光性能取决于它的光学均匀性、掺杂浓度及其均匀性。目前,国内外关于Nd:YAG的生长虽然已由实验室转到工业生产,但其光学质量仍是国内外科技人员共同关心的问题。提拉法生长大尺寸Nd:YAG单晶早被国内外人们所重视。1971年已报导感应加热提拉法生长出φ40×200mm Nd:YAG,资料介绍了用4.5×4.5in的铱坩埚生长出φ49.3mm的Nd:YAG;美国φ75mm的Nd:YAG已投入生产。近悉φ80mm以上的Nd:YAG已问世。从事Nd:YAG单晶生长的伯尔特博士说,大直径Nd:YAG晶体生长是从φ30mm开始研究,进而生长φ40mm,φ50mm的晶体。     

温梯法生长优质Nd:YAG晶体

随着Nd:YAG晶体的广泛应用,要求晶体具有良好的光学均匀性,合适的钕浓度和一定的尺寸,而片状激光放大器要求提供大直径的片状Nd:YAG晶体。 目前Nd:YAG激光器件所用的晶体捧主要从引上法生长的晶体毛坯中获得,但由于引上法工艺条件的限制,难以获得直径大而均匀性好的晶体。     

温梯法生长的优质Nd:YAG晶体的激光性质

用温梯法生长的Nd:YAG晶体制成φ5×50毫米激光棒,光学均匀性很好,晶体干涉条纹为零级,重复率输出的平均效率～1％,且极易获得单横模输出。     

Nd:YAG 大单晶的生长和晶体完整性

Nd:YAG单晶沿[111]方向成批生长的尺寸是直径4厘米、长20厘米。晶体主要缺陷是:直径2毫米的{211}小平面晶核,沿〈110〉方向的应力线,以及生长界面有杂质条纹。Nd的起始分布系数求得为0.15。在沿20厘米长的晶体上Nd浓度约提高20～30％。沿[111]方向切下的单晶片的朗格氏X射线构形图,清楚地揭示了有缺陷的晶核和条纹分布。在正交偏振镜下和特外曼-格临干涉图中,可观察到晶体中的过剩应力。产生应力的原因,可能是生长速率大于为掺入固定的Nd含量所需的平衡速率。在晶体中通过掺Lu来提高Nd含量的研究是有成果的,但用X射线构形分析作检验时,在Nd、Lu:YAG中却仍留有同样的晶体缺陷。     

提拉法生长大尺寸Nd:YLF晶体的研究

采用熔体提拉法生长大尺寸Nd:YLF晶体.通过大量实验,建立了合理的温场和生长工艺.在晶体生长的全过程中.有效地防止了水和氧的污染.生长出直径φ25 mm～φ30 mm,等径长度为100mm～120 mm的Nd:YLF晶体毛坯,选切出φ10mm×100mm的Nd:YLF激光棒.晶体光学均匀性较好,无裂纹、气泡和夹杂物.     

优质大直径Nd:YAG晶体研制途径的探讨

一、引言Nd∶YAG激光晶体在我国经过十多年研究,已经进入生产阶段。广泛的应用要求它在质量和数量方面有待进一步提高。1975年以来我国有几个单位用电阻加热提拉法研制直径φ40毫米左右的Nd∶YAG晶体,获得了初步成果,但是晶体质量尚未过关(易开裂,散射较严重,消光比低)。用感应加热提拉法生长的晶体,直径约φ29毫米,需要进一步提高光学均匀性和增大晶体直径。美国是世界上最主要的研制YAG晶体国家。它不仅供应本国每年数千根激光棒的需要,     

关于YAG:Nd晶体的生长速率问题

钇铝石榴石晶体的研究是从1951年开始的。自1964年YAG:Nd晶棒在贝尔实验室用于激光器后,有了很大发展。国外在研究YAG:Nd激光器同时,十分重视晶体的基础研究。正因为如此,1968年在完成     

优质Nd:YAP激光晶体的生长

YAlO_3是一种各向异性的晶体激光基质,它的这种结构在增益、热双折射和偏振方面提供了优越性。这些方向性的存在决定了它的满意的物理性能,但是给提拉法晶体生长带来了一定的难以避免的困难。自1968     

高效率Nd:YAG晶体增透膜

Nd:YAG晶体是1.064μm固体激光器的关键零件之一。由于Nd:YAG晶体有较高的折射率,加工好的Nd:YAG晶体,单面反射率高达8.4％以上。这个反射率足以使Q调激光器产生自振,即关不住门,影响激光器的正常工作和输出功率的提高。如果在晶体的两端面镀上1.064μm的增透膜,可有效地提高Q调激光器的关门电压,使激光输出功率明显提高;对于连续工作的Nd:YAG激光器,好的增透膜可实现低阈值工作,提高器件的工作效率;在锁模和选模激光技术中,Nd:YAG晶体增     

YAG:Nd、YAG:Nd:Cr晶体热线膨胀特性

一、前言固体激光材料YAG:Nd、YAG:Nd:Cr属于立方晶系晶体。对于完整的理想晶体,在光学、热学、机械性质上是各向同性的。作为固体激光材料,为了估价和设计固体激光器,需要有准确的折射率温度系数和热线膨胀系数。对于热线膨胀系数,虽然文献〔2～9〕有报导,但数据差异较大,并且与膨胀系数有关的样品成份、结晶状态和取向、测量的温度范围等参数报导得不详细。本报告利用普通光学膨胀仪对YAG:Nd、YAG:Nd:Cr不同成分、取向单晶棒进行了热线膨胀特性测定,提供了某些参数条件下的单位线膨胀和平均线膨胀系数数据。     

大尺寸Nd：YAG晶体生长技术

本文介绍了大尺寸Nd:YAG晶体的生长装置及其温场的温度分布和测量方法;通过晶体生长实验,获得了生长大尺寸晶体的合适温场。用<111>方向的YAG籽晶作种子,中频感应加热提拉法已生长出φ60～65×190mm,重3500g的Nd:YAG晶体,文中指出了生长大尺寸Nd:YAG晶体的技术关键及其解决的途径。     

直径φ80 mm Nd:YAG晶体提拉法生长研究

采用中频感应加热提拉法(Cz)生长晶体,研究了直径φ80 mm Nd:YAG晶体生长的设备条件、温场装置和生长参量,对长晶过程中出现的放肩和转肩阶段晶体开裂原因进行了分析,并采取了相应的改进措施,获得了直径φ80 mm等径长度200mm质量良好的Nd:YAG晶体.     

Nd:YAG晶体的色心效应

色心是YAG晶体的主要缺陷之一,而且难于克服,即使高温退火色心消失后,经紫外辐照色心又复生,晶体由紫红变为棕黄色。我们把由于紫外辐照引起的YAG晶体变色观象称之为色心效应。色心效应降低了晶体的激光性能,给晶体应用带来了障碍和不便。     

YAG:Nd、YAG:Nd:Cr晶体激光拉曼散射谱观测

拉曼光谱随着激光技术的出现而得到了迅速的发展,使得这门研究物质结构重要技术的学科停滞将近20年又获得了新生。近年来利用激光拉曼谱研究激光晶体材料和半导体单晶材料的分子结构已有了不少报导。这些资料报导了研究钆镓石榴石(Gd_3Ga_5O_(12))、钇铁石榴石(Y_3Fe_5O_(12))等晶体的拉曼活性声子、分子的对称性、稀土离子在晶场中的电子能级,从而计算出晶场常数,J. H. Parker等还观测了单晶硅和锗的声子频率和光声效应,在这些方面它比吸收光谱和荧光光谱提供了更多更完全的信息,其中有些能级在吸收光谱和荧     

优质大尺寸激光晶体研究进展

文章综述了国内外大尺寸Nd:YAG,Nd:GGG,Yb:YAG晶体的发展概况,指出了我国优质大尺寸激光晶体研究进展及主要差距,展望了发展前景.     

大口径轴向非均匀Nd:YAG晶体抽运设计

通过抽运结构的优化设计,对YAG晶体的轴向吸收系数非均匀特性进行了补偿,实现了直径15 mm Nd∶YAG晶体的轴向高均匀抽运。分析了轴向非均匀晶体吸收系数的影响,提出在控制抽运光中心波长的基础上,通过改变结构参数来补偿轴向吸收系数不均匀导致的抽运不均匀的方法。实验验证了轴向吸收系数为2.343~2.882 cm-1的Nd∶YAG棒的均匀抽运优化方案。     

Nd:YAG晶体激光器特性和Nd浓度关系

1.前言目前Nd:YAG单晶是一种非常有用的激光工作物质。Nd:YAG激光器在室温下无论是连续波和脉冲方式工作都能发射1.064和1.32微米波长激光。然而,如果不同激光器设计重要性连系起来看,钕离子浓度和激光器特性关系不可能充分说明白晶体生长困难的原因。本文研究Nd离子分凝系数和1.064微米连续激光器特性与引上法生长的Nd:YAG晶体中Nd离子浓度关系。 2.初步设想 2.1 引上法生长晶体中杂质分凝系数根据下述正常凝固方程计算引上法生长     

温梯法生长的Nd:YAG晶体的完整性及其激光特性

对温梯法生长的Nd:YAG单晶中缺陷形成与发展规律作了系统的研究。根据缺陷形成机理,对生长工艺参数作相应修改后,明显地扩大了晶体的优质区。高掺杂、高完整性的激光棒很容易获得单横模及单纵模激光输出,但在纵方向上生长条纹引起的干涉条纹畸变则影响片状激光器的光束质量及激光阈值还有待进一步改进。     

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1200w的激光输出，工作时间为2s，光-光转换效率为30％。     

YAG∶Nd晶体的Nd浓度

在提出YAG:Nd棒的技术要求方面,到目前为止强调的是棒的尺寸公差、几何尺寸数据及棒的静态光学质量等。只是最近设计人员和使用者才密切注意到棒的激活离子及其对有效受激光束测量的影响。本文将讨论Nd的分析、掺杂、标准及应用等若干问题。还将讨论Nd在不同激光用途中的最佳浓度,并对目前所知的几种激光器提出一般的工作准则。为了精确规定Nd的浓度,本文最后将提出一种对工业和科研都统一适用的建议。