Nd~(3 )、Cr~(3 ):GSGG高效率激光晶体

一、引言 Nd~(3 ),Cr~(3 ):GSGG(掺钕铬钆钪镓石榴石)是苏联科学院列别捷夫物理所在Nd~(3 ),Cr~(3 ):GGG基础上发展起来的一种高效率激光晶体。Nd~(3 ),Cr~(3 ):GGG也是一种高效率激光晶体,其效率为Nd~(3 ): YAG效率的2.6倍。由于Cr~(3 )离子在GGG晶体中的分布系数异常高(约3.3),致使晶体内出现特有的“挥发性”缺陷,从而使晶体的光学质量大大降低。在GSGG晶体中掺入Cr~(3 )离子,晶体中不会出现GGG特有的缺陷,Cr~(3 )离子在GSGG晶     

YAG∶Er~(3+),Ce~(3+)激光晶体的光谱特性

本文采用在YAG晶体中共掺铒铈离子,利用Ce~(3+)离子具有f—d宽带吸收跃迁,提高Er~(3+)离子对泵浦能量的吸收,以降低YAG:Er,Ce晶体的激光阈值。并测定了晶体在室温下的吸收光谱和荧光光谱。讨论了YAG:Er~(3+),Ce~(3+)晶体的光谱特性。用Judd—Ofelt理论计算了晶体中Er~(3+)离子振子强度,并与单掺铒离子YAG:Er~(3+)晶体中的数值进行了比较。     

Ho^3＋，Yb^3＋：YAl3（BO3）4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,Yb3+共掺的Ho3+,Yb3+:YAl3(BO3)4(Ho,Yb:YAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,Yb:YAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2=1.50639×10-18cm2、Ω4=4.86489×10-19cm2和Ω6=1.40248×10-19cm2。研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光。     

Yb3+掺杂对Yb:GdYAl3(BO3)4晶体性质的影响

采用助熔剂法生长了不同Yb3+掺杂量的Ybx:Gd0.20Y0.8-xAl3(BO3)4 (Yb:GdYAB).对比分析Yb3+掺杂量对晶体的晶胞参数、室温吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命、比热等性质的影响,结果表明,Yb3+掺杂量对晶体的生长、光谱和比热有较大的影响.随着Yb3+掺杂量的增加,吸收峰的半波宽增大,吸收强度提高.随着Yb3+掺杂量的增加,Yb:GdYAB晶体的荧光光谱的强度下降,荧光寿命逐渐降低.随着Yb3+掺杂量的增加,Yb:GdYAB晶体的比热逐渐变小.研究结果表明,选择适中的Yb3+掺杂量,不仅有利于Yb:GdYAB晶体的生长,也能保证各种性能都较优良,更有利于实现自倍频激光的输出.     

Tb∶YAl3(BO3)4晶体的生长与光谱性质

采用助溶剂法成功地生长了Tb:YAl_3(BO_3)_4晶体。测量了晶体的室温透过谱和荧光光谱。晶体的透光波段较宽,紫外截止吸收边在230nm附近。实验表明,在一定能量光的激发下,晶体在485nm、542nm、590nm、622nm处可产生强弱不同的发射谱峰。在542nm处最强,对应于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5发射。Tb:Al_3(BO_3)_4晶体的比热为0.755 0 J/g·℃     

Ho3 ,Yb3 :YA13(BO3)4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,YB3+共掺的Ho3+,YB3+YA13(BO3)4(Ho,YBYAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,YBYAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2＝1.50639×10-18 cm2、Ω4＝4.86489×10-19 cm2和Ω6＝1.40248×10-19 Cm2.研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光.     

BHA:Cr~(3+)(BeO·3Al_2O_3:Cr~(3+))晶体的荧光特性

本文对新晶体BHA:Cr~(3+)(BeO·3Al_2O_3:Cr~(3+))的荧光谱进行了仔细辨认,发现晶体中存在着几种不同的发光中心。提出了不同Cr离子中心之间的能量传递模型。     

Nd^3＋：GdAl3（BO3）4晶体的蓝绿色激光特性

我们用K2Mo3O10-B2O3助熔剂生长出尺寸为35mm的优质Nd^3 :GdAl3(BO3)4激光晶体,测定了偏振的吸收和发射光谱。加工出长度为4．60mm的激光器件,用染料激光器泵浦,通过晶体的自倍频得到119．5μJ的绿色激光输出,光－光转换效率为4．3％;通过晶体的自和频得到445μJ的蓝色激光输出,光－光转换效率为7．3％。     

Cr~(3 )在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

过渡金属离子掺杂的各种氧化物晶体的光谱特性是激光晶体物理的基本问题,研究该问题的目的在于开辟探寻新型激光晶体实验和理论途径。近年来,Walling和Strure等人将具有3d外层电子结构的Cr~(3 )离子掺入BeAl_2O_4和Gd_3(Ga,Sc)_2Ga_3O_(12)晶体中研制成功室温宽带终端声子可调谐激光晶体,但由于氧化铍的剧毒性和钪的稀有昂贵,使它们的开发应用受到很大的局限。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。     

Al_2O_3:Ti~(3+)晶体的激光Raman光谱研究

近年来,Al_2O_3:Ti~(3+)晶体被发现是一种很好的激光晶体.1984年,Albreeht等报道了这种晶体的荧光谱和400～900 nm范围的吸收光谱.同年,用这种晶体制成了660～980 nm的宽带调谐激光器.在Raman光谱研究方面,1967年Porto等用50W的Ar~(3+)离于激光,做了五种配置下Al_2O_3:Ti~(3+)晶体Raman光谱,发现了全部7根Raman线.本文报道创.Al_2O_3:Ti~(3+)晶体Raman光谱实验研究的新结果.主要实验设备有:Spex 1403型激光Raman光谱仪,波长范围为10000～30000cm~(-1), 分辨率为0.15cm~(-1).激发光源用Spootra Physics 2020型的氩离子激光器.     

Mg:Nd:LiNbO3晶体生长及其光学性能研究

在LiNbO3晶体原料中掺入w(Nd2O3)=0．2％和x(ZnO)=7．0％,以提拉法生长Nd：LiNbO3和Mg：Nd：LiNbO3晶体,并对晶体进行极化处理。测试了晶体的紫外可见吸收光谱、荧光光谱和红外吸收光谱。由吸收光谱确定泵浦光波长,由荧光光谱确定激光振荡波长。通过直接观察光斑畸变法测试了Mg：Nd：LiNbO3晶体的抗光损伤能力,结果表明,Mg：Nd：LiNbO3晶体的抗光损伤能力比Nd：LiNbO3晶体提高2个数量级以上。测试了晶体的倍频性能,Mg：Nd：LiNbO3晶体的相位匹配温度为102℃,相应的倍频转换效率达到28％。     

LiNbO3晶体的温度变化对调Q的影响

本文分析了电光晶体LiNbO3调Q涉及到的几个特性的温度性能。研究了晶体温度发生变化时,对经过该晶体的偏振光的偏振度的影响。研究了晶体的双折射与温度的关系,发现e光束的方向随晶体温度发生变化,对1.06μ,每10℃改变-1′21″。着重研究了非均匀热膨胀对单块45°LiNbO3晶体调Q的影响。当晶体温度每变化10℃时,由于45°反射面的角度变化会使谐振腔内的光路变化约1′。理论分析与实验结果一致。为正确设计LiNbO3晶体的调Q方式提供了依据。     

Mg:Fe:LiNbO_3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe2+/Fe3+和抗光致散射杂质离子Mg2+,以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱。Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg2+浓度达到阈值浓度,Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰由3482cm-1移到3529cm-1。测试晶体的位相共轭反射率和响应时间,计算光电导。Mg(6%)∶Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

电子束扫描LiNbO_3制备畴反转光栅

使用日产ＨＩＴＡＣＨＩＸ－６５０型扫描电镜实现了ＬｉＮｂＯ３晶体的周期性电畴反转，电子束扫描是在晶体的负畴面实现的．晶体表面上的扫描轨迹是断续的，晶体表面的畴反转宽度小于晶体内部的畴反转宽度。对不同的扫描速率和扫描电流得到了不同的畴反转宽度和深度。对畴反转的机理也进行了探讨。     

钛宝石激光抽运Nd:GdAl3(BO3)4晶体输出蓝绿色激光

利用钛宝石激光器抽运Nd3+:GdAl3(BO3)4(NGAB)非线性激光晶体,通过抽运光与基波光自混频实现了连续蓝色激光输出.在此基础上,将一块KTP非线性光学晶体插入到NGAB晶体和输出镜之间,实现了蓝绿色激光的同时输出.     

Zr：Fe：LiNbO3晶体全息存储性能的研究

生长并测试了Zr∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱、抗光折变损伤阈值及全息存储性能。研究发现,6%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体抗光折变损伤阈值比Fe∶LiNbO3晶体高1个数量级,红外光谱中OH-吸收峰也从Fe∶LiNbO3晶体的3 483 cm-1移到3 488 cm-1。其全息存储性能除衍射效率比Fe∶LiNbO3晶体轻微下降外,写入时间、擦除时间和光折变灵敏度皆优于Fe∶LiNbO3晶体,尤其是其中2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体的动态范围比Fe∶LiNbO3晶体高2.5倍,用2%r(Zr)∶Fe∶LiNbO3晶体作为全息存储介质,实现了晶体中一个公共体积中1 000幅数字图像体全息图的存储与恢复。     

BaTiO_3晶体中的相位共轭

本文通过实验,研究了BaTiO_3晶体中各种形式的相位共轭。选用的晶体是由中科院物理所生长并极化的单畴BaTiO_3晶体,规格为:c×a×a=6.24mm×6.15mm×6.10mm。实验所用光源为氩离子激光器输出的514.5nm波长的绿光,光束直径小于1mm,输出功率大于1.5W。     

Mg∶Fe∶LiNbO3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe^2 ／Fe^3 和抗光致散射杂质离子Mg^2 ，以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg^2 浓度达到阈值浓度，Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体OH^-吸收峰由3482cm^-1移到3529cm^-1，测试晶体的位相共轭反射率和响应时间，计算光电导。Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。