激光二極管(LD)泵浦的固體激光器是最常見的激光器,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、軍事、科研等領(lǐng)域。由基質(zhì)材料和激活離子組成的固體激光增益介質(zhì)是固體激光器的核心組成部分。稀土離子摻雜的釔鋁石榴石(RE:YAG)陶瓷作為綜合性能優(yōu)異的激光材料,已經(jīng)被廣泛的研究并應(yīng)用。目前,固體激光器的發(fā)展趨勢為高功率激光的輸出、新的激光波段的需求和時間更快的脈沖激光的產(chǎn)生等;另外,對激光增益介質(zhì)而言,激活離子高濃度的摻雜也非常必要。而稀土離子摻雜的純YAG基質(zhì)透明陶瓷由于固有的物理化學(xué)性能的限制,無法很好的滿足這些新的需求。稀土離子摻雜的多組分石榴石基(RE:(Y,Lu,Gd)₃(Al,Sc)₅O₁₂)激光陶瓷在保留了RE:YAG激光陶瓷一些優(yōu)異的性能同時,可以通過基質(zhì)設(shè)計改性實現(xiàn)性能的提升。一方面,部分離子的取代可以實現(xiàn)局域晶體場的起伏,增加激活離子的發(fā)射峰半高寬,進(jìn)而更有利于鎖模脈沖激光生成以及改變激光的波長等激光特性;另一方面,取代離子還對材料熱導(dǎo)率以及激活離子摻雜濃度有較大的影響。通過選擇合適的離子進(jìn)行格位取代,可以制備出滿足以上激光器發(fā)...

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 固體激光器的組成及發(fā)展
    1.2 稀土離子摻雜YAG激光增益介質(zhì)
        1.2.1 稀土激活離子
        1.2.2 YAG基質(zhì)的物化特性
    1.3 稀土離子摻雜多組分石榴石基激光陶瓷的設(shè)計原理及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 稀土離子摻雜多組分石榴石基透明陶瓷的設(shè)計原理
        1.3.2 稀土離子摻雜多組分石榴石基激光陶瓷的研究現(xiàn)狀
    1.4 稀土離子摻雜多組分石榴石基激光陶瓷的制備技術(shù)
        1.4.1 反應(yīng)燒結(jié)法
        1.4.2 非反應(yīng)燒結(jié)法
    1.5 論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗原料、設(shè)備及表征方法
    2.1 實驗原料與化學(xué)試劑
    2.2 實驗設(shè)備
    2.3 測試表征方法
        2.3.1 密度測試
        2.3.2 場發(fā)射掃描電鏡
        2.3.3 X射線衍射
        2.3.4 熱重-差熱分析
        2.3.5 BET比表面積
        2.3.6 直線透過率
        2.3.7 吸收光譜
        2.3.8 Yb^(
3+)摻雜陶瓷樣品熒光光譜及上能級壽命
        2.3.9 Tm³⁺摻雜陶瓷樣品熒光光譜及上能級壽命
第3章 稀土離子摻雜Y₃Sc_xAl_5-xO₁₂透明陶瓷的制備及光譜調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
    3.3 商業(yè)原料粉體的性能表征及Yb:YSAG陶瓷的燒結(jié)致密化行為
    3.4 Yb:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷摻雜濃度的優(yōu)化
        3.4.1 不同摻雜濃度Yb:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)與相組成
        3.4.2 不同摻雜濃度Yb:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的光學(xué)特性
        3.4.3 10at.%Yb:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的激光特性
    3.5 Sc³⁺含量對10at.%Yb:Y₃Sc_x Al_5-x O₁₂ 透明陶瓷的影響
        3.5.1 Sc³⁺含量對10at.%Yb:Y₃Sc_x Al_5-x O₁₂ 陶瓷相組成及微觀結(jié)構(gòu)的影響.
        3.5.2 Sc³⁺含量對10at.%Yb:Y₃Sc_x Al_5-x O₁₂ 透明陶瓷光學(xué)特性的影響
        3.5.3 10at.%Yb:Y₃Sc_x Al_5-x O₁₂ 透明陶瓷的激光特性
    3.6 Sc³⁺的引入對4at.%Tm:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的影響
        3.6.1 4at.%Tm:Y₃ScAl₄O₁₂ 陶瓷的燒結(jié)致密化行為及相組成
        3.6.2 4at.%Tm:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的光學(xué)特性
        3.6.3 4at.%Tm:Y₃ScAl₄O₁₂ 透明陶瓷的激光特性
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Yb:Lu_xY_3-xAl₅O₁₂透明陶瓷的制備及性能表征
    4.1 引言
    4.2 實驗過程
    4.3 不同摻雜濃度Yb:Lu_1.5Y_1.5Al₅O₁₂ 透明陶瓷的性能表征
        4.3.1 不同濃度摻雜Yb:Lu_1.5Y_1.5Al₅O₁₂ 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)及相組成
        4.3.2 不同摻雜濃度Yb:Lu_1.5Y_1.5Al₅O₁₂ 透明陶瓷的光學(xué)特性
    4.4 不同Lu³⁺含量15at.%Yb:Lu_xY_3-x Al₅O₁₂ 透明陶瓷的性能表征
        4.4.1 不同Lu³⁺含量15at.%Yb:Lu_xY_3-x Al₅O₁₂ 陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)及相組成
        4.4.2 不同Lu³⁺含量15at.%Yb:Lu_xY_3-x Al₅O₁₂ 透明陶瓷的光學(xué)特性
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Yb:Gd_xY_3-xAl₅O₁₂透明陶瓷的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗過程
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 真空燒結(jié)條件對10at.%Yb:Gd_xY_3-x Al₅O₁₂ 透明陶瓷光學(xué)質(zhì)量的影響
        5.3.2 Gd³⁺含量對10at.%Yb:Gd_xY_3-x Al₅O₁₂ 陶瓷微觀結(jié)構(gòu)及相組成的影響
        5.3.3 Gd³⁺含量對10at.%Yb:Gd_xY_3-x Al₅O₁₂ 透明陶瓷光譜特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3833394