2.6-3.0μm新型Er 3+ 摻雜激光晶體生長與性能研究
發(fā)布時間:2021-11-13 22:23
近年來,2.6-3 μL波段的激光晶體已經(jīng)被國內(nèi)外的研究人員進(jìn)行了廣泛和深入地探索和研究。石榴石系列晶體由于其高對稱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高熱導(dǎo)率性能以及在熔融狀態(tài)下易長出大尺寸和均勻的單晶體而吸引了廣大科研工作者的關(guān)注。GSAG晶體是一種結(jié)合了 YAG和GSGG優(yōu)點(diǎn)的晶體,它采用Al離子替換了 Ga離子,消除了 Ga離子容易揮發(fā)的隱患,更容易生長出高質(zhì)量、均勻和大尺寸的晶體。此外,相比較含Ga的晶體如GGG,GSGG,YSGG等,含A1的石榴石晶體如YAG,YSAG,GSAG含有更穩(wěn)定的氧化物組成成分。氧化物形態(tài)的變化和氧空位的形成使得含Ga的石榴石晶體更容易形成色心的問題,在含A1的石榴石晶體中被大大地抑制[1]。20世紀(jì)八九十年代,閃光燈泵浦的固體激光器出現(xiàn)了蓬勃的發(fā)展局面,由于GSAG和YSAG晶體的聲子能量較高,Er:GSAG和Er:YSAG晶體被認(rèn)為不適合于中紅外波段激光的產(chǎn)生。近年來,隨著LD激光器的迅猛發(fā)展,使得泵浦光的效率獲得了較大的提高,以及未來對于多波長高功率激光器的需求,為Er:GSAG和YSAG中紅外激光晶體的發(fā)展創(chuàng)造了好的條件,使其成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹屑t外晶...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1電磁波光譜劃分??Fig.?1.1?Division?of?electromagnetic?spectra.??
000??Wavenumber?(crrr1)??圖1.2不同特征分子在中紅外波段的吸收譜l8]??Fig.?1.2?The?absorption?spectrum?of?some?different?molecules?in?the?mid-infrared??wavelength18】??2)大氣窗口區(qū)??太陽輻射在地球大氣層內(nèi)受到反射、吸收和散射等因素的共同影響,輻射??強(qiáng)度會衰減。大氣層中含量豐富的氮、氧、氫等氣體分子的結(jié)構(gòu)是對稱的,它??們的振動不會引起電偶極矩變化,故不產(chǎn)生吸收。但是大氣中含量較少的水蒸??氣、C02、03、CH4、氧化氮、C0等非對稱分子,振動時將引起電偶極矩的變??化,會產(chǎn)生很強(qiáng)的紅外吸收,對遙感觀測、大氣通信等相關(guān)的應(yīng)用造成很強(qiáng)的??影響。中紅外波段(2-5?gm)覆蓋了通過大氣后衰減較小,透過率較高的兩個??中紅外窗口(2?2.5?nm,?3.5?5,),透射率在60?°/。-95?%之間,如圖1.3所示??為大氣的透過率曲線圖|91
此產(chǎn)生中紅外激光的技術(shù)也是多樣的。其中包括量子級聯(lián)激光技術(shù)、半導(dǎo)體激??光技術(shù)、基于激光晶體及多晶的中紅外固體激光技術(shù)、基于非線性光學(xué)的中紅??外固體激光技術(shù)、基于受激拉曼效應(yīng)的中紅外固體激光技術(shù)等。圖1.4為常見??激光光源和相應(yīng)波長輸出范圍。??Overtone?Region?Rotation?-Vibrational??CD??<fi?BawwJ?&x;rc??\??s?.1*?m,瞻隱?a??>wm—?????i?t?iii?k':?」?lr?.?.?\?t?'\?.?i?i?i?t?.?''■i?'-?t?\?:■:?一??〇?y?'?:?A?X?i?t.?????0???0?^??Wave。澹睿纾瑁ǎ穑颍颍??圖1.4常見激光光源h相[々:輸出波長范圍。丨和1丨分別是兩個大氣窗口,A、B表不通過??增益介質(zhì)汽接產(chǎn)生和通過頻字.轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生中紅外的兩種方式[251??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Nd:YSAG單晶的光譜和激光性能[J]. 魯萬成,張慶禮,羅建喬,丁守軍,竇仁勤,彭方,張會麗,王小飛,孫貴花,孫敦陸. 物理學(xué)報. 2017(15)
[2]Spectroscopic and radiation-resistant properties of Er,Pr:GYSGG laser crystal operated at 2.79 μm[J]. 趙緒堯,孫敦陸,羅建喬,張會麗,方忠慶,權(quán)聰,李秀麗,程毛杰,張慶禮,殷紹唐. Chinese Physics B. 2017(07)
[3]大氣背景對紅外目標(biāo)探測的影響[J]. 田昌會,楊百愚,蔡明,范琦,王斌科,王偉宇,屈紹波. 紅外與激光工程. 2014(02)
[4]Er3+:CaMoO4晶體光譜性能的J-O理論計算[J]. 莊任重,張劍鋒,賴國忠,郭麗花. 龍巖學(xué)院學(xué)報. 2010(05)
[5]基于時間相關(guān)單光子計數(shù)的熒光壽命成像技術(shù)[J]. 盛翠霞,李田澤. 強(qiáng)激光與粒子束. 2010(08)
[6]Nd∶Lu3Al5O12晶體的生長與光譜性能研究[J]. 王曉丹,徐曉東,臧濤成,馬春蘭,趙志偉,徐軍. 無機(jī)材料學(xué)報. 2010(04)
[7]中紅外發(fā)光稀土摻雜硫系玻璃的研究進(jìn)展[J]. 郭海濤,陸敏,陶光明,馮雷,彭波. 硅酸鹽學(xué)報. 2009(12)
[8]時間分辨熒光技術(shù)與熒光壽命測量[J]. 李東旭,許瀟,李娜,李克安. 大學(xué)化學(xué). 2008(04)
[9]新型激光晶體材料研究進(jìn)展[J]. 張懷金,蔣民華. 無機(jī)材料學(xué)報. 2008(03)
[10]吸收光譜測量晶體折射率的簡易方法[J]. 張慶禮,殷紹唐,王召兵,孫敦陸,萬松明. 人工晶體學(xué)報. 2007(01)
博士論文
[1]NdxLu1-xVO4系列激光晶體的生長及其性能研究[D]. 徐民.山東大學(xué) 2011
[2]雙鎢酸鹽拉曼激光晶體的生長及物性研究[D]. 趙洪陽.山東大學(xué) 2008
[3]光通信摻Er~(3+)玻璃放大器的光學(xué)及增益特性研究[D]. 朱茂華.大連海事大學(xué) 2007
本文編號:3493834
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1電磁波光譜劃分??Fig.?1.1?Division?of?electromagnetic?spectra.??
000??Wavenumber?(crrr1)??圖1.2不同特征分子在中紅外波段的吸收譜l8]??Fig.?1.2?The?absorption?spectrum?of?some?different?molecules?in?the?mid-infrared??wavelength18】??2)大氣窗口區(qū)??太陽輻射在地球大氣層內(nèi)受到反射、吸收和散射等因素的共同影響,輻射??強(qiáng)度會衰減。大氣層中含量豐富的氮、氧、氫等氣體分子的結(jié)構(gòu)是對稱的,它??們的振動不會引起電偶極矩變化,故不產(chǎn)生吸收。但是大氣中含量較少的水蒸??氣、C02、03、CH4、氧化氮、C0等非對稱分子,振動時將引起電偶極矩的變??化,會產(chǎn)生很強(qiáng)的紅外吸收,對遙感觀測、大氣通信等相關(guān)的應(yīng)用造成很強(qiáng)的??影響。中紅外波段(2-5?gm)覆蓋了通過大氣后衰減較小,透過率較高的兩個??中紅外窗口(2?2.5?nm,?3.5?5,),透射率在60?°/。-95?%之間,如圖1.3所示??為大氣的透過率曲線圖|91
此產(chǎn)生中紅外激光的技術(shù)也是多樣的。其中包括量子級聯(lián)激光技術(shù)、半導(dǎo)體激??光技術(shù)、基于激光晶體及多晶的中紅外固體激光技術(shù)、基于非線性光學(xué)的中紅??外固體激光技術(shù)、基于受激拉曼效應(yīng)的中紅外固體激光技術(shù)等。圖1.4為常見??激光光源和相應(yīng)波長輸出范圍。??Overtone?Region?Rotation?-Vibrational??CD??<fi?BawwJ?&x;rc??\??s?.1*?m,瞻隱?a??>wm—?????i?t?iii?k':?」?lr?.?.?\?t?'\?.?i?i?i?t?.?''■i?'-?t?\?:■:?一??〇?y?'?:?A?X?i?t.?????0???0?^??Wave。澹睿纾瑁ǎ穑颍颍??圖1.4常見激光光源h相[々:輸出波長范圍。丨和1丨分別是兩個大氣窗口,A、B表不通過??增益介質(zhì)汽接產(chǎn)生和通過頻字.轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生中紅外的兩種方式[251??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Nd:YSAG單晶的光譜和激光性能[J]. 魯萬成,張慶禮,羅建喬,丁守軍,竇仁勤,彭方,張會麗,王小飛,孫貴花,孫敦陸. 物理學(xué)報. 2017(15)
[2]Spectroscopic and radiation-resistant properties of Er,Pr:GYSGG laser crystal operated at 2.79 μm[J]. 趙緒堯,孫敦陸,羅建喬,張會麗,方忠慶,權(quán)聰,李秀麗,程毛杰,張慶禮,殷紹唐. Chinese Physics B. 2017(07)
[3]大氣背景對紅外目標(biāo)探測的影響[J]. 田昌會,楊百愚,蔡明,范琦,王斌科,王偉宇,屈紹波. 紅外與激光工程. 2014(02)
[4]Er3+:CaMoO4晶體光譜性能的J-O理論計算[J]. 莊任重,張劍鋒,賴國忠,郭麗花. 龍巖學(xué)院學(xué)報. 2010(05)
[5]基于時間相關(guān)單光子計數(shù)的熒光壽命成像技術(shù)[J]. 盛翠霞,李田澤. 強(qiáng)激光與粒子束. 2010(08)
[6]Nd∶Lu3Al5O12晶體的生長與光譜性能研究[J]. 王曉丹,徐曉東,臧濤成,馬春蘭,趙志偉,徐軍. 無機(jī)材料學(xué)報. 2010(04)
[7]中紅外發(fā)光稀土摻雜硫系玻璃的研究進(jìn)展[J]. 郭海濤,陸敏,陶光明,馮雷,彭波. 硅酸鹽學(xué)報. 2009(12)
[8]時間分辨熒光技術(shù)與熒光壽命測量[J]. 李東旭,許瀟,李娜,李克安. 大學(xué)化學(xué). 2008(04)
[9]新型激光晶體材料研究進(jìn)展[J]. 張懷金,蔣民華. 無機(jī)材料學(xué)報. 2008(03)
[10]吸收光譜測量晶體折射率的簡易方法[J]. 張慶禮,殷紹唐,王召兵,孫敦陸,萬松明. 人工晶體學(xué)報. 2007(01)
博士論文
[1]NdxLu1-xVO4系列激光晶體的生長及其性能研究[D]. 徐民.山東大學(xué) 2011
[2]雙鎢酸鹽拉曼激光晶體的生長及物性研究[D]. 趙洪陽.山東大學(xué) 2008
[3]光通信摻Er~(3+)玻璃放大器的光學(xué)及增益特性研究[D]. 朱茂華.大連海事大學(xué) 2007
本文編號:3493834
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