摻雜過渡金屬離子的復(fù)合氧化物晶體作為固態(tài)可調(diào)諧激光器的工作介質(zhì)一直都是激光領(lǐng)域的研究熱點之一。這些晶體的調(diào)諧范圍可以覆蓋整個近紅外區(qū)域。其中,Cr⁴⁺離子摻雜晶體的調(diào)諧范圍為1-1.6μm,在此范圍內(nèi)發(fā)射的激光波段在激光醫(yī)學(xué)、激光成像和光通信領(lǐng)域都具有極大的應(yīng)用價值。本論文采用高溫固相法和溶膠-凝膠法分別合成了Cr⁴⁺:Li₂CaGeO₄多晶料,并對兩種制備方法合成出的多晶料進(jìn)行了一系列的性能表征,制備多晶料的目的是為了避免在晶體生長過程中發(fā)生GeO₂的揮發(fā)、減少成分偏析及產(chǎn)生其它的雜質(zhì)晶體。以LiCl和Li₂MoO₄作為助熔劑通過降溫結(jié)晶法和頂部籽晶提拉法在國內(nèi)首次成功生長了Cr⁴⁺:Li₂CaGeO₄晶體,并對晶體的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)、光譜和能譜進(jìn)行了一系列的性能分析。采用降溫結(jié)晶法和頂部籽晶提拉法生長了不同Cr⁴⁺離子摻雜濃度的Li_2<... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光技術(shù)的實際應(yīng)用

乃拇蠓⒚髦?�。�?916年，愛因斯坦在他的論文中提出了“受激輻射”理論，首次闡述了激光的形成原理，到1960年，美國休斯實驗室的梅曼成功的制造了世界上第一臺激光器[1]，人類自此進(jìn)入了激光領(lǐng)域，在之后的50多年中，各國的研究人員對激光材料和激光性能展開了廣泛而深入的研究，激光技術(shù)的研究與應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。激光與其他普通光線相比具有定向發(fā)光、亮度高、單色性好、能量密度大等優(yōu)點[2]。激光技術(shù)的應(yīng)用主要集中在軍事、醫(yī)療、制造、信息、科研和商業(yè)這六大領(lǐng)域[3,4]，例如：激光通信、激光切割、激光雷達(dá)等，如圖1.1所示。（a）激光通信（b）激光切割（c）激光雷達(dá)圖1.1激光技術(shù)的實際應(yīng)用在目前所有的激光器中，可調(diào)諧激光器具有極其重要的地位，這是由于可調(diào)諧激光器具有激光發(fā)射波長可以根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的特點，可以滿足在一個激光器中輸出一定帶寬范圍內(nèi)不同激光波長的需求，彌補了固定波長激光器的不足，解決了固定波長激光器使用率低，資源浪費等缺點。1967年，美國ThomasJ.Watson研究中心的P.P.Sorokin制造了世界上第一臺可調(diào)諧液體染料激光器[5]，在此之后的十幾年中可調(diào)諧激光器的主流一直是液體染料激光器，直到80年代，美國的P.F.Moulton成功研制了鈦藍(lán)寶石（Ti3+:Al2O3）全固態(tài)可調(diào)諧激光器[6]，自此實現(xiàn)了可調(diào)諧激光器由染料激光器向全固態(tài)激光器的轉(zhuǎn)變，對比液體染料激光器，固體可調(diào)諧激光器具有效率高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、使用壽命更長等優(yōu)勢[4]。目前，全固態(tài)可調(diào)諧激光器的基質(zhì)晶體主要有Al2O3、BeAl2O4、Mg2SiO4等晶體，而激活離子主要有兩種：一是過渡金屬離子，主要是Ti3+、Cr4+、Co2+等離子，二是少數(shù)的稀土離子，主要是Ce3+離子。經(jīng)過半個世紀(jì)的研究，可調(diào)諧激光器的調(diào)諧范圍已經(jīng)可以達(dá)到270-4700nm。隨著現(xiàn)代?

第1章緒論3圖1.2受激輻射放大示意圖1.3可調(diào)諧激光材料的分類1.3.1激光染料可調(diào)諧染料激光器是最早得到實際應(yīng)用的激光器，自1960年，首臺紅寶石激光器問世以來，對新型激光器的研究就一直是一個熱點，1961年，S.G.Rautian提出了有機染料的能級躍遷理論，為染料激光器的研制提供了基礎(chǔ)條件。60年代中期，德國的P.P.Schafer等人制造了以花菁染料作為激光介質(zhì)的脈沖式染料激光器[7]。在鈦藍(lán)寶石（Ti3+:Al2O3）全固態(tài)可調(diào)諧激光器出現(xiàn)之前，染料激光器在可調(diào)諧激光器領(lǐng)域內(nèi)一直具有統(tǒng)治地位。目前，具有實際應(yīng)用價值的激光染料多達(dá)數(shù)百種[8]，并且染料激光器的可調(diào)諧范圍為300-1200nm，這一發(fā)射范圍包含了紫外-可見-紅外三大區(qū)域[9]，如圖1.3所示。近年來，為了克服液態(tài)染料激光器的各種缺點，如重污染、毒性強、使用效率低等，通過溶膠-凝膠法等方法制造的固態(tài)染料激光器應(yīng)運而生，相較于液態(tài)染料激光器，固態(tài)染料激光器具有安全無毒、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點[10]。圖1.3不同激光染料的可調(diào)諧激光范圍激光染料分子的能級圖如圖1.4所示，包括單重態(tài)S0、S1、S2和三重態(tài)T1和T2，其中，S0為基態(tài)，S1、S2為單重激發(fā)態(tài)、T1、T2為三重激發(fā)態(tài)。當(dāng)染料分子得到能量后，染料分子由基態(tài)S0躍遷至激發(fā)態(tài)S1或S2上的某一振轉(zhuǎn)能級，但由于染料分子會與溶劑

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Photoluminescence properties of a novel orange-red emitting Ba2CaZn2Si6O17:Sm3+ phosphor[J]. G.Annadurai,S.Masilla Moses Kennedy,V.Sivakumar.  Journal of Rare Earths. 2016(06)
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[7]固體可調(diào)諧激光晶體的新進(jìn)展[J]. 陳天鵬.  材料導(dǎo)報. 1993(02)
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碩士論文
[1]自注入鎖定連續(xù)單頻可調(diào)諧鈦寶石激光器的研究[D]. 衛(wèi)毅笑.山西大學(xué) 2018
[2]2μm波段波長可調(diào)諧光纖激光器研究[D]. 薛光輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[3]鉺鉻雙摻鍺酸鈣激光晶體生長與光譜性能[D]. 白洪瑞.長春理工大學(xué) 2012
[4]Cr4+：YAG晶體的生長與缺陷分析[D]. 趙曉宏.長春理工大學(xué) 2010
[5]Cr4+：Ca2GeO4激光晶體生長及性能表征[D]. 張山麗.長春理工大學(xué) 2010
[6]提拉法晶體生長全局?jǐn)?shù)值模擬[D]. 張尚中.重慶大學(xué) 2009
[7]固態(tài)染料可調(diào)諧激光器研究[D]. 任杰.浙江大學(xué) 2004



本文編號：2924335