非球面透镜弥补棒状激光晶体热效应的研究

研究了激光二极管侧面泵浦Nd:YAG晶体的热效应.通过热传导方程,获得了Nd:YAG晶体内部的温度分布.分析了温度梯度和热应力对激光棒的影响,得到了在激光器运行时激光棒内的折射率分布.在谐振腔内,作为光学元件的激光晶体必然产生像差.计算了Nd:YAG晶体棒沿径向的光学路径差(OPD)用以量化像差.通过实例演示了此种方法...     

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。     

生长速率对碲镉汞晶体组分变化的影响

在一个宽的生长速率范围生长了碲镉汞晶体。用光学透射法和密度测量法研究了所生长之晶体的轴向和径向的组分变化。以较慢的速率生长的晶体,轴向组分分布类似充分混合的熔体正常凝固时的情况。可以用边界层机理来解释这些晶体中径向组分的变化。在快速生长的晶体中,观察到了所希望的均匀的轴向组分分布,而径向的组分变化可以用热流的影响加以解释。     

退火处理对Nd,Y:SrF_2激光晶体结构缺陷的影响

在1060~1100℃的温度范围内和真空条件下对Nd,Y:SrF_2激光晶体进行了高温退火处理,测试了高温退火前后Nd,Y:SrF_2晶体的X射线双晶摇摆曲线、抗弯强度、应力分布和波前畸变图谱。结果表明,高温退火能有效改善晶体的结晶性能、抗弯强度、应力分布和光学均匀性。当退火温度为1080℃、退火时间为36h时,获得的晶体综合性能最优,该温度和时间为最佳退火参数。     

改善YAG:Nd晶体光学质量的研究

一、引言掺钕YAG:Nd晶体是目前国内外广泛使用的固体激光器的工作物质。它是四能级工作,具有阈值低、效率高等优点。多年来晶体生长工作者采用不同方法来提高YAG:Nd晶体的光学均匀性,改善YAG:Nd晶体激光性能。作法有两种。第一,改善晶体生长工艺。第二,在YAG:Nd晶体中掺入起敏化作用离子,或掺入尺寸补偿离子。例如:在YAG:Nd晶体中掺入Cr、Mn等离子起敏化作用,借此来改善YAG:Nd晶体的激光性能。在晶体YAG:     

Nd:YAG单晶应力的测量方法

一用引上法生长的Nd:YAG晶体,或多或少都存在着一定的应力。这些应力会引起应力双折射,影响光学质量的均匀性。特别对调Q及基模运转的激光器件是很有害的。所以开展应力的定量测试很有必要;对评定晶体的光学质量及改进单晶生长有一定的参考价值。本文用实验的方法测定Nd:YAG晶体的     

Nd:YAG晶体的消光比问题

消光比是表征Nd:YAG激光晶体光学均匀性的一个重要质量参数,它实际上是晶体中由缺陷产生的应力双折射的大小及其宏观分布状况的综合反映。为对不同长度的晶体的光学均匀性作定量比较,需要求得消光比与晶体长度之间的关系。资料〔1〕从“退偏度与长度成正比”的概念出发,给出从任意长度L的消光比测量值换算为5厘米长度的消光比的换算公式:dB=101g(LI_(11))/5I_⊥(分贝/5厘米)并对测量中出现的负消光比问题进行了讨论,     

激光二极管侧面抽运的Nd:YAG薄片激光器

报道了激光二极管(LD)侧面抽运的Nd:YAG薄片激光器.对影响侧面抽运薄片激光器性能的主要因素,即圆薄片增益介质内晶体光分布和沿径向的温度分布进行了理论分析和实验.实现了光-光转换效率为33.5%,峰值功率为230 W,光束参数乘积为21.6 mm·mrad的激光输出.实验结果表明,侧面抽运在薄片Nd:YAG晶体内可实现对称均匀的分布,沿径向的温度差大大减小;Nd:YAG/YAG薄片晶体的复合可满足侧面抽运的要求.这些技术和方法可应用于更高功率的侧面抽运薄片激光器.     

观测掺钕钇铝石榴石晶体的缺陷

我们对掺钕钇铝石榴石(YAG:Nd)晶体的缺陷作了一些观察和分析工作,得到一些初步的结果,现分叙于下.一、光学不均匀性1.引上法生长的YAG:Nd晶体因具有小晶面导致的光学不均匀在生长的晶体中常出现钕离子浓度增高的小晶面应变区(即所谓内核).在沿<111>方向生长的晶体中,应变区是由两组小晶面形成的,即中心有一个三叶较小的“花瓣”状<211>小晶面,其间嵌以三叶较大的“花瓣”状<110>小晶面,如图(1)所示.用电子探针测定结果见     

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。     

半导体侧泵模块激光晶体内吸收光场分析

建立了半导体侧面泵浦模块中激光晶体的吸收光场分布模型,利用Matlab软件计算了吸收光场的归一化分布形貌,提出了两个重要参数:阵列切向位移量与径向角度偏离度。结果表明:当阵列切向位移量为0~0.5 mm时,晶体相对吸收强度、光场均匀性等参数基本不变;当该数值大于0.5 mm时,吸收强度急剧下降、光场不均匀性急剧增加;相比而言,径向角度偏移对晶体吸收光场分布的影响较小,总体上呈现随着该数值的增加,吸收强度减小、光场不均匀性增加。以上研究结论为目前半导体侧泵模块的研制生产提供了理论指导。     

激光二极管叠阵单侧抽运Nd:YAG陶瓷聚光腔的聚光特性

针对固体激光增益模块紧凑化、简单化的设计需求,建立了激光二极管(LD)叠阵单侧抽运Nd:YAG晶体棒的模型,并利用TracePro软件对陶瓷聚光腔内Nd:YAG晶体棒抽运光的吸收情况进行了数值模拟。分析了聚光腔形状、晶体棒半径和Nd3+掺杂浓度及其他影响因素对聚光效率和增益分布均匀性的影响。研究表明,聚光效率随聚光腔横截面积近似呈线性变化,Nd~(3+)掺杂原子数分数为0.5%、半径为2mm的Nd:YAG晶体棒可以实现光斑半径约为1.0mm的近基模振荡输出;晶体棒均匀抽运区域半径与U型聚光腔半径的比值约为0.5时,抽运光吸收较为均匀。LD叠阵单侧抽运Nd:YAG晶体的抽运结构可以获得65%的聚光效率,增益分布均匀性优于0.65。     

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.     

掌握拉晶规律 长出优质单晶

掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)是一种很好的激光晶体.它的光学均匀性是影响激光性能的重要因素.在用提拉法拉制这种单晶时,一般总认为,用恒拉速和恒转速的方法,尽量保持晶体生长的不变环境,才能长出优质均匀的晶体.但在采用这种方法时,却往往事与愿违,晶体下部质量变差.     

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。     

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。     

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1.06 μm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4.32×10-20 cm2,2.3×10-19 cm2,240 μs。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。     

上海光机所生长出大尺寸优质Nd:YAG晶体

1986年1月14日,来自全国各地的20多位专家对中国科学院上海光机所生长的大尺寸优质Nd:YAG晶体进行了技术鉴定。 目前国际上一般采用感应加热铱坩埚引上法生长Nd:YAG晶体。上海光机所在多年生长Nd:YAG晶体的基础上,承担了1983～1986年的攻关任务,采用感应加热,电阻加热引上法及温梯法三种工艺生长晶体,研究了晶体的生长习性,注重晶体棒的精细选取,并进行了RAP(反应气氛法)处理原料和激光棒的实验,提高了激光棒的光学均匀性与激光效率。     

高效磷酸钾钛晶体非线性光学变换器

在一系列非线性光学材料中，KTiOPO4(KTP)晶体占有特殊的地位,它是目前用于激光辐射变换的最有前途的晶体。KTP晶体有很高的光学强度（Inp=400 MW/cm2,τn=10 ns),有与Ra2NaNb5O15的非线性相比拟的非线性，特别重要的是在该晶体中没有感生的光学不均匀性。KTP晶体对YAG:Nd3+激光器的二次谐波振荡有非常大的温度匹配和角度匹配范围。     

3.2ns高峰值功率YAG/Nd∶YAG/Cr~(4+)∶YAG键合晶体被动调Q径向偏振微片激光器

实验利用YAG/Nd∶YAG/Cr4+∶YAG键合晶体和光子晶体光栅镜获得高峰值功率和高光束质量的被动调Q径向脉冲激光输出,激光器的输出功率达到435 m W,斜率效率为14.7%。在吸收抽运功率为6.8 W时,输出激光脉冲的峰值功率达到15.7 k W,脉冲能量达到50.1 m J,脉冲宽度为3.2 ns,重复频率为8.1 k Hz,径向偏振纯度为95.8%。实验中的晶体均采用111的切割方向,输出径向偏振光束的均匀性得到提高。