Nd:YAG晶体中散射颗粒的研究(一)——Nd:YAG晶体散射及其对激光性能的影响

散射颗粒是Nd:YAG晶体中的一种缺陷,由散射颗粒所引起的散射损耗占光衰减的很大比重。我们通过对晶体散射颗粒的观察和对散射强度的测量证明了散射损耗严重影响激光的单程损耗、阈值、效率等激光性能。同时,对散射颗粒造成晶体的自身破坏     

Nd:YAG晶体中的散射颗粒研究(三)——散射颗粒的成因与克服办法

一、引言在前文中已经阐明了Nd:YAG晶体中的散射颗粒对晶体的激光性能产生不良的影响。关于晶体中的散射颗粒,国外虽有不少作者做过研究。但他们主要着重理论分     

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     

KTP——一种新型的Nd:YAG激光倍频晶体

一、KTP晶体KTP(KTiOPO_4)是Nd:YAG激光(1.06μm)倍频的理想材料。KTP属于K_xRb(1-x)TiOPO_4族,斜方结构(点群mm2 )的双轴晶体。晶体常数:a=12800(?),b=6400(?),C=10580(?)。表1列出了KD~*P,LiNbO_3及KTP晶体特性的最重要数据。令人注意的首先是与KDP族(KD~*P或KDP)相比,KTP的透过范围大,非线性系数大,因此可用于有效倍频。表1 KD~*P、LiNbO_3及KTP晶体的特性     

散射颗粒对YAG晶体质量的影响

引言Nd:YAG(包括双掺Nd,Cr)晶体中通常存在两大类型的散射颗粒。第一类是机械杂质包裹体,第二类是组分过冷生长或局部溶质偏聚所形成的各种缺陷。它们对晶体的影响主要表现在对光的损耗上,如散射、吸收、衍射和退偏等引起的光损耗。其结果是增高激光阈值,降低激光增益,使激光输出减少。所以多年来克服晶体中的散射颗粒一直是重点研究课题。我们从实验出发,初步     

Nd:YAG激光晶体开裂与缺陷研究

采用提拉法沿<111>方向生长Nd:YAG激光晶体时,经常会发生开裂现象。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪、等手段,对开裂Nd:YAG晶体的缺陷特征进行研究。开裂Nd:YAG晶体中有很多不规则包裹物,包裹物内元素含量偏离正常成份;位错密度较高并有塞积现象,位错腐蚀坑中有微裂纹产生;分析表明晶体开裂是由晶体生长后期的降温不均及生长速率的改变加剧了组分过冷带来的不良后果,产生包裹体造成局部应力集中所致。     

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。     

Nd:YAG晶体色心的有关实验分析

对YAG和Nd∶YAG晶体的组分、原料的杂质分析,结合晶体的光谱吸收测量、退火处理和激光性能等较为系统的实验表明:这类晶体存在着“色心”及其对于晶体激光输出的明显影响;这类晶体对于热处理和紫外辐照等作用很敏感。分析了引起晶体组分偏离和“色心”形成的原因;并就组分偏离、杂质掺入、生长气氛对引上法石墨电阻炉拉制晶体质量的影响进行了讨论。     

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晶体光学均匀性的研究

因为用提拉法,采用凸界面和中频感应加热生长大段(>100毫米)基本无散射颗粒的晶体已不成问题,目前的主要矛盾乃光学均匀性,它直接影响晶体质量。据观察,决定光学均匀性的最基本原因在于掺质Nd的分布,尤其是其径向分布。所以改进现行的工艺条件以改善Nd径向分布的均匀性是为第三代Nd:YAG晶体激光器提供合适的单模运转激光棒的重要步骤。经过对大量晶体样品的观察与实验,我们认为影响Nd径向     

(Nd,Tb, Ce):YAG晶体的激光特性

(Nd,Tb,Ce):YAG晶体是我们最近研制的一种新激光晶体.本文将给出在风冷条件下,(Nd,Ce):YAG和常用的Nd:YAG及(Nd,Ce):YAG在不同重复频率下的激光输出,束散角和光束质量因子的测试结果.对比这些结果,可以看到(Nd,Tb,Ce):YAG晶体的效率不低于(Nd,Ce):YAG,而在热畸变和热稳定性方面,明显优于Nd:YAG和(Nd,Ce):YAG.     

电阻炉内气氛对Nd:YAG晶体中散射颗粒的影响——对充入适量CO_2显著减少散射颗粒机理的探讨

本文认为在石墨电阻炉中,散射颗粒主要来自碳、钼及其化合物等杂质的污染,通入的CO_2能和高温中蒸发出来的夹杂在气氛中和熔体表面的碳、钼等固体微粒产生化学反应,生成挥发性的CO、MoO_2、Mo(CO)_6等气态物质而除去,大大减少了炉内材料对熔体的污染,从而减少了晶体的捕获对象,使晶体的散射颗粒显著减少。     

掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体统一测试报告

引言根据1977年7月四机部激光专业科技情报网在济南召开的“激光基质晶体技术交流会”的建议:由上海光机所、上海东方仪表厂、山东大学、1411所四个单位负责对全国各单位提供的YAG激光晶体进行统一测试。这次统一测试的目的:调查研究国内研制和生产的Nd:YAG激光棒质量水平,比较几个单位的测试方法和标准,为统一测试方法和标准打基础。     

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,     

电阻炉Nd∶YAG晶体的散射损失和消光比

研究了影响晶体激光效率的几个因素。结果表明,散射颗粒影响最大。按其多少粗略分成五级,可大体反映效率高低。由一个激光作光源的大角散射测量装置测量散射损失。散射损失与激光效率对应关系趋势明显。本文还报导了有关消光比情况及退火消除色心的效果。     

Nd∶YAG 晶体退火的研究

感应法生长的Nd:YAG晶体,在中等能量输入时,有输出激光能量随泵浦次数的增加而下降的现象,激光效率不高。经退火实验和透射光谱的研究发现,晶体中存在与氧密切相关的点缺陷,由此点缺陷形成的色心机构在近红外、可见、紫外区产生较强附加吸收,严重影响激光效率。经1300℃大气退火,这种点缺陷基本消除,色心附加吸收消失,激光效率明显提高。国外也有关于退火消除氧缺位,提高量子效率的文章报导。退火对光学均匀性无明显影响。一、退火前后激光性能的比较感应法生长的Nd:YAG晶体是在高温充     

Nd:YAG激光棒的前向光散射

从光在散射媒质中的输运方程出发,直观地引入增益函数,解出光束通过媒质后的分布函数,与实验结果相拟合,得出前向散射系数和消光系数。     

CW Nd: YAG激光器中Cr~(4 ): YAG被动调Q的实验研究

对Ｃｒ４＋ＹＡＧ被动调ＱＣＷＮｄＹＡＧ激光器的重复频率和脉冲宽度与输出功率的关系作了系统的实验研究。用Ｃｒ４＋ＹＡＧ作为可饱和吸收体在ＣＷＮｄＹＡＧ激光器中获得了重复频率为２．２～１０ｋＨｚ，脉宽为１２０～９００ｎｓ的稳定的调Ｑ序列脉冲输出。不同初始透过率的Ｃｒ４＋ＹＡＧＱ开关对应不同范围的重复频率和脉宽。观察到了调Ｑ脉冲包络中的调制现象并给出了合理的解释。     

YAG:Nd,Li激光晶体的性能

在短波长光谱区出现吸收带是由于基质中电子缺陷造成的,这对于YAG单晶的激光性能足不利的。这种吸收带由于在200～400毫微米区抽运光形成的,应用合适的滤光片能够强烈地减少谐振腔的染色,但是该系统的电子量子效率也降低。