Nd∶YAG晶体单程损耗的研究

分析了导致晶体单程损耗的原因 ,设计了测量晶体单程损耗的装置。初步分析了实验结果 ,并对测试装置提出了改进方案。     

Ce∶Ho∶LiNbO_3晶体的全息存储特性的研究

报道了Ｃｅ：ＨＯ：ＬｉＮｂＯ３晶体的生长，研究了晶体的衍射效率、存储时间、图像质量等全息存储性能。用Ｃｅ：ＨＯ：ＬｉＮｂＯ３晶体作记录介质，实现了实时关联存储。     

白光LED用YAG∶Ce3+荧光粉的研究进展

白光LED技术对于合理利用能源、缓解能源危机和绿色照明具有重要意义.文章综述了近年来用于高效蓝光LED激发形成白光的 YAG∶Ce3+荧光粉合成工艺研究的新进展及国内外发展现状,对高温固相反应法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、共沉淀法等方法优缺点进行了综合比较,并探讨了YAG∶Ce3+荧光粉在应用方面有待于提高的地方.对影响荧光粉的发光效率和转换效率的后处理工艺、粒度分布、发光性能各种因素进行了分析,并对今后的发展研究趋势进行了展望.     

用Cr∶YAG被动调Q的Yb∶YAG激光

用连续钛宝石激光器作抽运源 ,在室温下用Cr4 +∶YAG作可饱和吸收体实现了Yb∶YAG晶体的被动调Q激光输出。实验中获得了在 1 0 3μm平均功率为 5 5mW和脉宽 (FWHM )为 0 35 μs的被动调 Q激光。Cr∶YAG的初始透过率对Yb∶YAG被动调 Q 激光的脉宽 (FWHM )和重复率有一定影响。实验表明Yb∶YAG晶体是一种有前景的结构紧凑、高效和全固化的被动调Q激光晶体。     

LuYAP∶Ce闪烁晶体阵列研究

铝酸钇镥(LuYAP)∶Ce晶体具有衰减时间短,密度大,光产额高及不潮解等优点。采用该晶体制作的闪烁晶体阵列,能快速获得皮秒级正电子湮灭的精确信息。该文报道了一种LuYAP∶Ce闪烁晶体阵列的制作方法,将提拉法制备的LuYAP∶Ce晶体经切割并运用化学机械抛光法处理后,最终利用填充材料制作了晶体阵列。在X线光机上开展了阵列的发光均匀性测试,测得发光不均匀性为14.8%。结果表明,LuYAP∶Ce晶体满足使用要求。     

高温H2退火对Yb∶YAG晶体光谱性能的影响

研究了不同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体氢气退火前后的色心吸收 ,发现随着Yb2 O3 浓度的增加 ,色心浓度并不增加。测量了退火前后不同浓度晶体的荧光光谱和荧光寿命 ,指出低浓度掺杂时 ,色心对发光强度和荧光寿命没有猝灭作用 ,只有在掺杂浓度大于 1 0at. %时 ,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命才有明显猝灭作用     

Ce∶Mn∶SBN晶体的生长及位相共轭效应的研究

采用垂直提拉法生长了Ｃｅ∶Ｍｎ∶ＳＢＮ晶体。测试了晶体的位相共轭反射率、自泵浦位相共轭反射率和响应时间。以Ｃｅ∶Ｍｎ∶ＳＢＮ晶体位相共轭镜作阈值、增益反馈系统,以Ｚｎ∶Ｆｅ∶ＬｉＮｂＯ３ 晶体作为存储介质,实现了关联存储。Ｃｅ∶Ｍｎ∶ＳＢＮ晶体的位相共轭性能优于ＳＢＮ晶体。     

复合Nd∶YAG晶体固体激光器热效应研究

通过使用Comsol有限元仿真软件中的热传导模块,对以下四种晶体在端面泵浦工作情况下晶体内部温度分布进行了模拟分析。其中包含:(1)3 mm×3 mm×10 mm均匀掺杂Nd∶YAG晶体;(2)两个端面分别键合3 mm长YAG晶体的3 mm×3 mm×10 mm Nd∶YAG复合晶体;(3)侧面键合厚度1 mm的YAG晶体5 mm×5 mm×10 mm复合Nd∶YAG晶体;(4)四个侧面分别键合厚度1 mm的YAG晶体,两个端面分别键合3 mm长的YAG晶体的5 mm×5 mm×10 mm Nd∶YAG晶体。在泵浦功率为30 W时,四种晶体的最高工作温度分别为153℃,114℃,157℃,115℃。结果表明,与侧面键合结构相比,端面键合是降低激光晶体的工作温度,减小热效应的有效方法。为研究侧面键合结构的适用条件,论文降低了晶体侧面的导热系数,模拟了在同样的泵浦功率条件下四种晶体的最高温度,分别为212.014℃,149.158℃,186.741℃和134.410℃。模拟结果表明在侧面散热条件比较差的条件下,侧面与端面双重键合是降低激光晶体热效应的最佳选择。在实验方面,采用LDA作为泵浦源,在泵浦功率为18 W时,得到侧面与端面双重键合的Nd∶YAG的输出功率最高,为12.1 W,转换效率为67.2%,实验结果与理论模拟结果相符合。     

Ce∶Mn∶LiNbO3晶体紫外记录研究

采用紫外光作记录光在Ce∶Mn∶LiNbO3晶体中实现非挥发全息记录,灵敏度可达0.0803 cm/J,衍射效率(固定)为5.07%,比采用红光为记录光,紫外光为敏化光的非挥发双中心记录方案均提高了50多倍。分析表明,采用紫外光作为记录光,深能级电子被激发比例极大提高,参与光折变过程的电子平均运动周期变短,提高了衍射效率和灵敏度;深浅能级电子光栅的同相位,使得固定空间电荷场变强。文中还研究了退火对记录性能的影响。     

复合Nd∶YAG晶体大功率1064 nm固体激光器研究

报道了采用Comsol多物理场仿真软件模拟计算三种结构Nd∶YAG晶体的温度场分布,并通过实验,对比分析复合晶体与均匀掺杂Nd∶YAG晶体的输出功率和转化效率。模拟结果表明,当泵浦功率为18 W时,尺寸为3 mm×3 mm×10 mm、3 mm×3 mm×16 mm、3 mm×3 mm×20 mm的三种晶体的最高温度分别为97.12 ℃、89.08 ℃和88.01 ℃,复合晶体在降低晶体工作温度,减小热效应方面优势明显。采用相同的工作条件,当泵浦功率为18 W时,均匀掺杂Nd∶YAG晶体1064 nm激光最大输出功率为6 W,16 mm长的复合晶体的输出功率为9.3 W,且未出现饱和现象,光斑质量优于均匀掺杂晶体情况。理论和实验结果表明,复合晶体在降低热效应,提高光斑质量方面具有更高的实用性。     

掺铒光子晶体光纤非线性的研究

为了研究光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+后对其非线性系数的影响,采用全矢量等效折射率模型的方法,通过对空气孔半径r、空气孔间距Λ、等效纤芯的折射率n和空气填充率等结构参量的调节,对非线性系数随这些参量的变化进行了数值计算和讨论,得到了结构参量对非线性的影响及其变化规律。结果表明,在光子晶体光纤的纤芯中掺稀土离子Er3+,可以提高光子晶体光纤的非线性;通过调节结构参量,可以灵活地调整掺铒光子晶体光纤的非线性,从而能够得到更具实用价值的光子晶体光纤。     

Yb∶YAG晶体荧光性能的调控研究

为了对Yb∶YAG晶体荧光性能进行调控以使其更好地应用于高能脉冲型激光器,结合密度泛函理论和晶体场理论,对掺杂调控后的Yb∶YAG晶体的电子结构、光谱学性质进行了理论计算,分析了不同粒子掺杂和占据格位情况下Yb∶YAG晶体的荧光性能,并在此基础上计算配方完成晶体生长实验、制备样品进行荧光性能测试验证。结果表明,通过以上过程掌握了Yb∶YAG晶体荧光寿命等参数的调控方法,共掺Cr后的Yb∶YAG荧光寿命可以从1.18 ms降低至0.94 ms。该研究为Yb∶YAG晶体实现高能脉冲激光应用奠定了理论和实验基础。     

小型Cr~(4 )∶YAG调Q重频热传导冷却(Nd,Ce):YAG激光器研究

对小型Cr4 ∶YAG被动调Q重频热传导自然冷却 (Nd ,Ce) :YAG激光器进行了理论与实验研究。采用氙灯泵浦 ,注入能量 3.6～ 4 .8J ,实现重频 (2～ 5pps)单脉冲能量输出 10～ 15mJ ,最大单脉冲输出能量 2 5mJ ,脉宽 6～ 12ns ,对应的静态能量输出 2 0～ 30mJ ,动静比达 50 % ,实现了器件的小型化和工程化 ,器件工作的环境温度范围达 6 0℃～ - 4 0℃ ,可用于机载激光测距。     

小型热传导冷却(Nd，Ce)∶YAG激光器热稳定性研究

在小型Cr4+∶YAG被动调Q热传导冷却(Nd,Ce)∶YAG激光器中,采用定向反射器取代平行平面腔中的全反射镜,大大提高了器件的热稳定性,获得了重复频率5pps的激光输出,单脉冲激光能量输出20～25mJ,调Q激光脉宽15ns,束散3～5mrad,工作温度范围－40℃～+55℃,激光器总长度小于130mm。     

双程前向掺铒光子晶体光纤超荧光光源

为了获得高稳定光纤陀螺掺铒光纤光源和改进传统掺铒光纤超荧光光源的输出稳定性,提出和使用掺铒光子晶体光纤作为超荧光光源的增益媒介。构建了双程前向结构掺铒光子晶体光纤超荧光光源, 研究了这种新型光源的输出特性。分析了掺铒光子晶体光纤长度和泵浦功率对光源输出功率、光谱谱宽和平均波长的影响。结果表明,通过选取光纤长度为10 m 和泵浦功率为220 mW,获得了双程前向结构掺铒光子晶体光纤超荧光光源。输出功率为35.4 mW,光光转换效率约16.09%,谱宽为30.9 nm,平均波长为1 548.3 nm。该结果为进一步研究掺铒光子晶体光纤超荧光光源的环境温度稳定性和适应性奠定基础。     

Cr~(4+)∶YAG被动调Q纳秒脉冲包层抽运掺镱光纤激光器

报道了Cr4+∶YAG晶体作为可饱和吸收体用于包层抽运掺镱光纤激光器被动调Q并得到稳定纳秒脉冲输出。采用环形腔和线形腔两种腔形,可有效抑制受激布里渊散射(SBS)的非线性效应,抑制自脉冲产生,从而得到稳定被动调Q脉冲输出。采用环形腔结构,得到稳定的1μs脉冲输出,时间抖动和振幅抖动均方根(RMS)值小于5%。线形腔中采用高反射率光纤布拉格光栅(FBG)作为输出腔镜,也实现稳定脉冲输出,重复频率9.1～30.3kHz可调谐,最窄脉宽156ns,远远小于国内报道的微秒量级脉冲宽度。虽然平均输出功率只有几百毫瓦,因采用光纤输出,此类脉冲激光器可作为种子源,进而与光纤放大器相匹配,经光纤放大器放大输出功率可达到几十瓦,从而满足实际工业应用需求。     

HDC法生长板状Yb∶YAG晶体及其性能研究

采用水平定向结晶（HDC)法成功生长出160 mm×80 mm×20 mm的Yb∶Y3Al5O12（Yb∶YAG）晶体,并对其头部、中部、尾部取样进行了系统测试分析。结果表明,晶体结晶质量良好,不同位置晶片的Yb3+掺杂浓度、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等指标具有良好的均一性,并与提拉法生长的低浓度Yb∶YAG晶体处于相似水平,在935 nm处吸收截面为1.2×10-20cm2, 在1 024 nm处发射截面达到峰值（3.2×10-20cm2）,荧光寿命可达1.08 ms,水平定向结晶法生长的晶体无核心、侧心优势,对制作大尺寸板条状激光晶体有巨大的应用前景。