掺Nd系LiNbO3晶体的生长及外泵浦位相共轭激光器的特性

用提拉法生长Nd:LiNbO3(Nd:LN),In:Nd:LN和Ce:Nd:LN晶体.测试晶体的紫外-可见吸收光谱和抗光损伤能力.结果表明:Nd:LN晶体的吸收边相对同成分纯LN晶体向长波方向移动;In:Nd:LN晶体的吸收边相对Nd:LN晶体向短波方向移动;Ce:Nd:LN晶体的吸收边向长波方向移动.In:Nd:LN晶体的抗光损伤能力比Nd:LN晶体的提高1个数量级以上.以掺Nd系LN光折变晶体为位相共轭镜,He-Ne气体为激活介质,构成外泵浦位相共轭激光器.实验表明:掺Nd系LN晶体外泵浦位相共轭激光器的输出特性稳定,In:Nd:LN晶体的输出光强比Fe:LN晶体的提高了近1个数量级.     

Mg:Ho:LiNbO3晶体的生长及其激光性能

在生长LiNbO3的熔体中掺进1%(摩尔分数,下同)的Ho2O3和分别掺入1%,4%,5%MgO,用提拉法生长Mg:Ho:LiNbO3晶体.测量了晶体的光谱性能和抗激光损伤能力.结果表明:5%Mg:1%Ho:LiNbO3晶体红外光谱的OH-吸收峰移到3 534 cm-1;晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高2个数量级以上.随着Mg:Ho:LiNbO3晶体中Mg2 浓度的增加,吸收光谱中吸收边连续紫移;Mg:Ho:LiNbO3晶体最强的跃迁光谱项为3I8→5G6,对应的吸收波长为459nm,是最佳泵浦波长.晶体的荧光光谱表明:Mg:Ho:LiNbO3晶体较易实现激光振荡的是4S2→5I8和5I7→5I8跃迁,对应的发射波长分别为546nm和2011nm,选用波长为620nm的激光激发Mg:Ho:LiNbO3晶体,由其上转换荧光光谱得到波长为523nm的荧光,实现了红绿光的转换.     

In∶Ho∶LiNbO3晶体的生长及抗光损伤性能

在同成分铌酸锂(LiNbO3)晶体中掺入1%(摩尔分数,下同)Ho2O3和分别为0,1%,3%,5%的In2O3,采用提拉法生长In∶Ho∶LiNbO3晶体.测试晶体的紫外-可见吸收光谱、双折射梯度和抗光损伤能力.结果表明:随着In∶Ho∶LiNbO3晶体中In3+含量的增加,吸收谱中吸收边连续紫移;5%In∶1%Ho...     

In:Fe:LiNbO_3晶体波导基片光折变性能的研究

采用Czochralski技术生长了掺In摩尔分数分别为1%,2%和3%的In∶Fe∶LiNbO3晶体。测试In∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱发现:3%In∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的3484cm-1位移到3507cm-1。首次以全息法研究了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度。研究表明:晶体波导基片的光折变灵敏度大小顺序为Fe∶LiNbO3>1%In∶Fe∶LiNbO3>2%In∶Fe∶LiNbO3>3%In∶Fe∶LiNbO3。采用锂空位模型讨论了3%In∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰位移的机理。讨论了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度减弱和抗光折变能力增强的机理。     

Nd:GGG晶体生长、光谱性能及激光性能

采用提拉法生长掺钕钆镓石榴石(neodymium-doped gadolinium gallium garnet, Nd: GGG)激光晶体,选择最佳工艺参数:提拉速率为2～4mm/h:转速为20～40r/min;冷却速率为20℃/h.测试了晶体的吸收和荧光光谱,结果表明:主吸收峰位于808nm,主发射峰位于9430cm-1,对应于Nd3 的4F3/1-4I11/2跃迁.对晶体样品进行了激光性能测试.结果表明:当泵浦功率为900mW时,对泵浦光的吸收效率为85%,激光输出波长约为1μm,激光输出功率为305mW,激光阈值功率为380mW,光-光转换效率达57.8%,斜效率达57.6%.     

掺杂LiNbO3晶体的光折变性能

在LiNbO3中掺进CeO2 ,MnCO3生长Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体 ,晶体被极化和还原处理。X射线衍射仪测试晶体的晶格常数 ,采用UV -Spectrophotometer测试晶体的吸收光谱。讨论了掺杂离子对晶格常数的影响、掺杂离子在晶体中的占位及使LiNbO3晶体吸收边发生红移的机理。利用二波耦合实验测试了晶体的指数增益系数、衍射效率和响应时间 ,结果表明 :Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数达到 2 2cm- 1 ,Ce∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数为 17cm- 1 ;Ce∶Mn∶LiNbO3和Ce∶LiNbO3晶体的有效载流子浓度分别为 0 .4× 10 1 5cm- 3和 0 .2× 10 1 5cm- 3;最大衍射效率分别为 85 %和 72 % ;Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的二波耦合响应时间分别为 3min和 3.5min。与Ce∶LiNbO3晶体相比 ,Ce∶Mn∶LiNbO3是性能更为优良的光折变晶体     

In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变性能的研究

采用Czochralski技术生长了掺In摩尔分数分别为1%,2%和3%的In∶Fe∶LiNbO3晶体.测试In∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱发现:3%In∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的3 484 cm-1位移到3 507 cm-1.首次以全息法研究了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度.研究表明:晶体波导基片的光折变灵敏度大小顺序为Fe∶LiNbO3＞1%In∶Fe∶LiNbO3＞2%In∶Fe∶LiNbO3＞3%In∶Fe∶LiNbO3.采用锂空位模型讨论了3%In∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰位移的机理.讨论了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度减弱和抗光折变能力增强的机理.     

低阈值激光自倍频晶体Nd:GdCa4O(BO3)3

利用提拉法生长出大尺寸、高质量的激光自倍频晶体Nd:GdCa4O(BO3)3 (Nd:GdCOB).测量了Nd:GdCOB晶体的室温偏振透过谱及荧光谱,计算了其在530 nm和811 nm处沿不同主轴的吸收截面.利用电光调Q-Nd:YAG激光器,首次测试得出晶体位于XY主平面外的(θ=66.8°,φ=132.6°)位相匹配方向的有效倍频系数为2.1 pm/V;而在XY主平面内(θ=90°,φ=46°)的方向为0.7 pm/V.通过计算和实验比较,认为前者位相匹配方向为最佳倍频方向.用钛宝石连续激光器对这两个方向的样品进行自倍频实验,在520 mW的输入功率时获得绿光输出为11.3 mW,光-光转换效率为2.3%,激光阈值低于1 mW.目前θ=66.8°,φ=132.6°匹配方向在大功率钛宝石泵浦下,转换效率可以达到14.4%.     

In：Fe：LiNbO3晶体波导基片光折变性能的研究

采用Czochralski技术生长了掺In摩尔分数分别为1%,2%和3%的In∶Fe∶LiNbO3晶体.测试In∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱发现3%In∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的3 484 cm-1位移到3 507 cm-1.首次以全息法研究了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度.研究表明晶体波导基片的光折变灵敏度大小顺序为Fe∶LiNbO3＞1%In∶Fe∶LiNbO3＞2%In∶Fe∶LiNbO3＞3%In∶Fe∶LiNbO3.采用锂空位模型讨论了3%In∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰位移的机理.讨论了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度减弱和抗光折变能力增强的机理.     

Hf:LiNbO3晶体的生长与其抗光损伤性能

同成分LiNbO3(LN)中分别掺入摩尔分数为2%,4%,4.5%的HfO2,用提拉法生长3种Hf:LN晶体.测试了Hf:LN晶体光学均匀性和红外光谱.以质子交换法制备Hf:LN波导基片,采用全息法测量Hf:LN波导基片光损伤阈值.结果表明:Hf:LN晶体具有较高的光学质量:4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体的OH-吸收峰由LN晶体的3482 cm-1移到3488 cm-1.4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体光损伤阈值比LN晶体高1个数量级;掺4%Hf4 在Hf:LN晶体中达到阈值浓度.讨论了OH-吸收峰移动和Hf:LN晶体光损伤阈值提高的机理.     

Li/Nb摩尔比变化对Zr:Fe:LiNbO3晶体光折变性能的影响

同成分LiNbO3(LN)溶体中掺进摩尔分数为2%的ZrO2和质量分数为0.03%的Fe2O3,从不同Li/Nb摩尔比(0.94,1.05,1.20,1.38,0.85)熔体中用提拉法生长了系列Zr:Fe:LN晶体.测量了晶体的红外光谱、抗光损伤能力、指数增益系数和全息存储性能.结果表明:不同Li/Nb摩尔比的Zr:Fe:LN晶体红外光谱OH-吸收峰出现了3475,3478cm-1和3486cm-1 3个新峰.晶体的光折变性能都有不同程度的提高.近化学计量比Zr:Fe:LN晶体(Li/Nb的摩尔比为1.38)的抗光损伤能力比Fe:LN晶体提高2个数量级以上.指数增益系数是Fe:LN晶体的2倍,写入速度比Fe:LN晶体提高1个数量级,光折变灵敏敏度和动态范围皆提高4倍以上.近化学计量比Zr:Fe:LN晶体是优良的光折变和全息存储晶体材料.     

镁铟共掺杂铌酸锂晶体的生长及光学性能

在同成分铌酸锂(LiNbO3,LN)体中掺入3%(摩尔分数,下同)MgO,并分别掺入0.5%,1%,1.5%In2O3,用提拉法生长了一系列Mg:In:LN晶体.通过紫外坷见吸收光谱测试确定了晶体样品的组成和缺陷结构.通过透射光斑畸变法检测Mg:In:LN晶体抗光损伤能力.结果表明:Mg:In:LN晶体抗光损伤能力比纯LN晶体提高2个数量级.以波长为1 064nm的Nd:YAG激光为基频光源,对Mg:In:LN晶体的倍频性能进行了测试.结果表明:Mg:In:LN晶体的相位匹配温度在室温附近,Mg:In:LN晶体的倍频效率要高于In:LN晶体和Mg:LN晶体.     

近化学计量比Fe:Mg:LiNbO_3晶体生长与其存储性能

在LiNbO3(LN)中分别掺入0.5%(摩尔分数,下同),1%和2% MgO,0.03%(质量分数)Fe2O3,配料中n(Li)/n(Nb)=1.38,采用顶部籽晶溶液生长法生长近化学计量比Fe:Mg:LiNbO3(near-stoichiometric Fe:Mg:LiNbO3,Fe:Mg:SLN)晶体。测试了晶体的红外光谱、抗光损伤能力和存储性能。结果表明:Fe:2%Mg:LN晶体的OH-吸收峰移到3535cm-1,抗光损伤能力比Fe:LN提高3个数量级。Fe:0.5%Mg:LN晶体的灵敏度、动态范围和抗光损伤能力比Fe:LN晶体分别高2.5倍,2倍和1个数量级。以Fe:2%Mg:LN晶体和Fe:LN晶体分别作为存储介质,进行大容量存储实验。在一个公共体积内实现1200幅体全息图的存储。Fe:2%Mg:LN晶体的存储质量优于Fe:LN晶体。     

近化学计量比铌酸锂晶体的生长及其结构

在优化的生长条件下,采用提拉法从加入摩尔分数6％K2O的一致共熔融LiNbO3组分中生长出近化学计量比LiNbO3晶体。用X射线粉末衍射法测定晶体结构,与同成分LiNbO3晶体相比,近化学计量比LiNbO3晶体晶格常数减小。通过紫外可见吸收光谱测定它的基础吸收边,在吸收系数为15cm^-1时,与同成分LiNbO3的吸收边位置(322nm)相比,近化学计量比LiNbO3吸收边(309．8nm)紫移了约12nm。根据测试结果,利用经验公式计算了此晶体的锂含量约为49．70％。近化学计量比LiNbO3晶体的红外H-O振动出现了双峰结构,除了1个小的象征与锂缺少有关的3482cm^-1吸收峰外,还出现了更强的3466cm^-1吸收峰。这表明近化学计量比LiNbO3晶体锂铌摩尔比增加,晶体内的本征缺陷减少,从而晶胞收缩,晶格更加接近理想结构。     

Zn2+掺杂Mn:Fe:LiNbo3晶体的特性和非挥发性全息存储

在铌酸锂LiNbo3(LN)中掺入摩尔分数为0.1%MnO,质量分数为0.03?2O3和摩尔分数分别为1%,3%和7%ZnO,用提拉法生长Zn:Mn:Fe:LN晶体.测试了晶体的红外光谱,发现7%Zn:Mn:Fe:LN晶体 OH-吸收峰位置移到3 529 cm-1.用光斑畸变法测量晶体的抗光损伤能力.结果表明:7%Zn:Mn:Fe:LN晶体的抗光损伤能力比Ma:Fe:LN晶体提高1个数量级以上.探讨了Zn:Mn:Fe:LN晶体OH-吸收峰移动和抗光致散射能力增强的机理.以He-Ne激光作记录光,高压汞灯紫外光作开关光,用双光子固定法测量了Zn:Mn:Fe:LN晶体的二波耦合衍射效率,以Mn:Fe:LN和1%Zn:Mn:Fe:LN晶体作为存储介质实现了非挥发性存储. 体.测试了晶体的红外光谱,发现7%Zn:Mn:Fe:LN晶体 OH-吸收峰位置移到3 529 cm-1.用光斑畸变法测量晶体的抗光损伤能力.结果表明:7%Zn:Mn:Fe:LN晶体的抗光损伤能力比Ma:Fe:LN晶体提高1个数量级以上.探讨了Zn:Mn:Fe:LN晶体OH-吸收峰移动和抗光致散射能力增强的机理.以He-Ne激光作记录光,高压汞灯 外光     

固相反应法制备高浓度掺杂Nd:YAG激光透明陶瓷及其性能

用固相反应和真空烧结技术,成功制备了高质量的4.0%(摩尔分数)Nd:YAG透明陶瓷,并对样品的显微结构、光学透过率、光谱性能和激光性能进行了表征.结果表明:样品的平均晶粒尺寸约为10 μm;样品(厚度为2.8 mm)在1 064 nm处的透过率高达79.5%;主吸收峰位于807 nm处,峰值吸收系数为13.9 cm-1,激光波长1 064 nm处的吸收系数为0.2 cm-1;主荧光发射峰位于1 064 nm处,荧光寿命为102 μs.用激光二极管(808 nm)端面泵浦Nd:YAG陶瓷样品(泵浦源最大输出功率为1 000 mW),获得了波长为1 064 nm的连续激光输出,输出功率17 mW(最大泵浦吸收功率为998 mW),斜率效率为6.1%,激光阈值约733 mW.     

近化学计量比Zn:In:Fe:LiNbO3晶体位相共轭性能和全息关联存储

以K2O为助溶剂,采用顶部籽晶溶液生长法生长掺ZnO为3%(摩尔分数)和Fe2O3为0.03%(质量分数),In2O3分别为1%(摩尔分数),2%,3%的3种近化学计量比Zn:In:Fe:LiNbO3 (near stoichiometric Zn:In:Fe:SLN)晶体.测量了3种晶体的红外光谱、位相共轭反射率和响应时间.结果表明:3种不同In3 浓度的Zn:In:Fe:SLN晶体的红外光谱中,分别出现3个新的OH-吸收峰3 502,3 503 cm-1和3 504 cm-1.晶体的稳态位相共轭反射率分别达到192%,172%和140%,响应时间分别为3.8,3.2 min和2.4 min.以Zn:In:Fe:SLN晶体作为存储介质和位相共轭镜进行全息关联存储实验,在输出平面上得到关联输出的清晰的图象.分别以原物的50%和25%信息寻址,50%信息寻址的关联存储图像清晰完整;25%信息寻址的图像基本完整.     

Li/Nb摩尔比变化对Mg:Sc:Fe:LiNbO3晶体光折变性能的影响

掺入摩尔分数为1%MgO,0.5%Sc2O3和质量分数为0.03% Fe2O3,从Li与Nb摩尔比分别为0.85,0.94,1.05,1.20和1.38的熔体中用提拉法生长Mg:Sc:Fe:LiNbO3 (Mg:Sc:Fe:LN)晶体.测试了晶体的紫外-可见吸收光谱和红外光谱、抗光损伤能力、衍射效率、响应时间和光折变灵敏度.结果表明:随着Li/Nb摩尔比增加,Mg:Sc:Fe:LN晶体的吸收边发生紫移;n(Li)/n(Nb)=1.05的晶体分别在3 466,3 481 cm-1和3 504 cm-1处出现OH-吸收峰;n(Li)/n(Nb)=1.38的晶体在3 504 cm-1和3 535 cm-1处出现OH-吸收峰.随n(Li)/n(Nb)的增加,Mg:Sc:Fe:LN晶体的衍射效率减小,响应速度和光折变灵敏度增大.n(Li)/n(Nb)=1.05的近化学计量比Mg:Sc:Fe:LN晶体的抗光损伤能力最高.     

四磷酸钕锂晶体的生长和性能

用熔剂法生长了四磷酸钕锂晶体,获得尺寸为9×5×2mm的单晶。测得其密度为3.40g/cm~3,硬度为520kg/mm~2,折射率(白光)为n_α=1.605,n_b=1.011,n_c=1.617。测定了晶体的光谱特性,并用若丹明6G染料激光器泵浦获得了1.047μm激光输出。     

Nd：GGG晶体生长、光谱性能及激光性能（英文）

采用提拉法生长掺钕钆镓石榴石（neodymium-doped gadolinium gallium garnet,Nd：GGG）激光晶体,选择最佳工艺参数：提拉速率为2～4mm/h;转速为20～40r/min;冷却速率为20℃/h。测试了晶体的吸收和荧光光谱,结果表明：主吸收峰位于808nm,主发射峰位于9430cm^–1,对应于Nd3＋的4F3/2–4I11/2跃迁。对晶体样品进行了激光性能测试。结果表明：当泵浦功率为900mW时,对泵浦光的吸收效率为85%,激光输出波长约为1μm,激光输出功率为305mW,激光阈值功率为380mW,光–光转换效率达57.8%,斜效率达57.6%。