熔态热交换法(HEM)生长Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG)单晶

用热交换法（HEM)长出了直径7.62厘米重2180克纯的和掺Nd的Y3Al5O12(YAG和Nd:YAG)单晶。为了获得排除小晶面生长所需的平坦的固-液生长界面，需要改进炉型结构。在掺Nd浓度为0.6%~0.8%原子比的晶体中，无散射中心的体积超过在掺Nd浓度为1.1%原子比的晶体中，无散射中心的体积只占50%以上。这些散射中心里包含有空泡和YAlO3或Al2O3(决定于熔体组分)。掺Nd 0.6%~0.8%原子比的热交换法晶体，加工成3×30亳米的激光棒，它的焚光寿命是254±2.5微秒。     

用热交换法融熔生长Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG)

采用热交换法(The Heat Exchanger Method,简称HEM)已生长出重2180g,直径为7.62cm的纯的和掺Nd的Y3AlsO12(YAG和Nd:YAG)单晶。要达到所需的固液生长界面,必须改进炉子才能避免晶体小面生长。掺0.6～0.8原子%Nd时,晶体体积的90%以上无散射中心,当掺1.1原子%Nd时,晶体体积50%无散射中心,这些散射中心包括空隙和取决于熔体组分而定的YAIO3或AI2O3。由热交换法生长的按0.6～0.8原子%Nd的晶体所制得3×30mm的激光棒,其萤光寿命为254±2.5微秒。     

Nd:YAG激光器的阈值能与钕浓度的函数关系

为了求得低阈值能的最佳激光振荡条件,本文讨论了Nd:YAG激光器的阈值能性质与钕离子浓度的函数关系。实验用的晶体掺以给定的钕离子浓度,并用提拉法生长。原材料Al_2O_3,Y_2O_3和Nd_2O_3的纯度达99.99％。晶体在流速为1     

Nd:YAG单晶的结晶完整性

文中指出,用直拉法拉制的Nd:YAG单晶的结晶完整性,与熔体成分和晶体旋转速度两者都密切有关。当晶体沿[001]和[111]轴拉制时,在晶核内呈现(211)小晶面及在外区内呈现(110)小晶面的一般晶体生长时,都有一个最佳旋转速度,并且,在钕含量给定时,有一个最佳的Al_2O_3/Y_2O_3之比。上述两个因素一达到最佳条件,掺1％钕含量的YAG单晶的生长速率就可高达1.25毫米/小时,而不损伤结晶完整性。     

华北光电所Nd:Cr:YAG晶体连续激光输出165瓦

华北光电所研制的双掺(钕,铬)钇铝石榴石激光晶体,最近在进行性能测试时,获得165瓦的1.06微米连续激光输出。创造了国内的新水平。同时测试的掺钕钇铝石榴石激光晶体,也达到了151瓦。测试条件和结果如下:激光棒:Nd:Cr:YAG(编号G78-2-22②),尺寸φ6×10~4毫米。配料掺钕浓度3.5％(原子),掺铬浓度0.06％(原子)。消光比19～22分贝。单程损耗每厘米2.3％,棒一端有微量散射颗粒。两端镀增透膜。     

关于YAG：Nd＋Cr激光晶体的研制

研究并获得了用中频逆变，感应加热适合干YAG：Nd＋Cr双掺晶体的温场和生长参数，长出的晶体光学质量优良，无散射颗粒，成品率达80％。     

Nd:YAG晶体光学均匀性的研究

因为用提拉法,采用凸界面和中频感应加热生长大段(>100毫米)基本无散射颗粒的晶体已不成问题,目前的主要矛盾乃光学均匀性,它直接影响晶体质量。据观察,决定光学均匀性的最基本原因在于掺质Nd的分布,尤其是其径向分布。所以改进现行的工艺条件以改善Nd径向分布的均匀性是为第三代Nd:YAG晶体激光器提供合适的单模运转激光棒的重要步骤。经过对大量晶体样品的观察与实验,我们认为影响Nd径向     

专利与文献

一、激光器件 4001 大尺寸Nd:YAG激光晶体的生长 Growth of large—size Nd:YAG Laser crystals,Y.Zhou,Proc.SPIE,1992,Vol.1627,pp.225—229. 采用温度梯度技术巳出长出无散射中心、重3000g直径为120mm的Nd:YAG单晶。本文介绍了生长设备、生长程序与某些技术问题。[义] 4002 大尺寸Ti:Al_2O_2可调谐激光晶体生长     

YAG中Nd~(3 )离子分凝系数与其结晶关系

YAG(Y_3Al_5O_(12))中Nd~(3 )离子分凝系数的测定,证实了其数值并非为恒定,而是在0.12～0.25之间波动。显然,这种因素与不同的结晶条件有关。本文报道了关于生长速度对YAG晶体中Nd~(3 )离子的俘获和分布的影响实验数据。为了对比,还给出镥铝石榴石(Lu_3Al_5O_(12))晶体的相应数据。在氮气氛中按[110]生长方向用定向结晶法从熔体中生长出直径为11.6毫米的晶体。在所有实验中,熔体的Nd~(3 )离子浓度均为1％(原子)。晶体中Nd~(3 )的分凝系数由以     

掺钕钆钪铝石榴石的生长、光学特性和连续激光作用

研究了由Gd_3Sc_2Al_3O_(12)(GADSCAG)组成的一致熔融稀土铝石榴石。对不掺杂材料沿<111>方向的理想晶体生长参数为转速20转/分,生长速率4.6毫米/小时。掺钕晶体的线性生长速率为2毫米/小时。测定了Nd:GADSCAG与激光作用有关的光学特性。室温下Nd~(3 )的1.06微米受激发射跃迁横截面为(3.2±0.3)×10~(-19)厘米~2,晶体中Nd~(3 )离子密度为1(原子)％时的荧光寿命为256±8微秒。最强泵浦带(0.81微米)的积分峰值吸收横截面为3.8×10~(-19)厘米~。对相同的Nd∶YAG和Nd∶GADSCAG棒的连续激光性能做了比较。     

高掺杂浓度Nd∶YAG微片激光器获得高效激光输出

用温度梯度法成功地生长了高掺Nd∶YAG晶体(Nd掺杂浓度高达3at.%).采用脉冲和连续的钛宝石激光器作为抽运源,对掺杂浓度分别为2at.%和3at.%的Nd∶YAG晶体微片进行了激光实验,获得了高效的激光输出.     

二极管泵浦Nd:MgO:LiNbO_3激光器

一、晶体特性与激光器件 Nd:MgO:LiNbO_3(NMLN)晶体采用熔体提拉法沿(?)轴生长,Nd的浓度为3.45×10~(19)/cm~3。实验测得对σ-偏振光,在809nm处有一吸收峰,除去表面反射后,吸收系数为1.03cm~(-1);π-偏振光的吸收峰位于815nm,吸收系数为1.14cm~(-1)。使用19.5mm长的样品,测得在激光波长处的损耗系数为0.6％cm~(-1)(1.085μm),0.5％cm~(-1)(1.093μm),与较好质量的Nd:YAG相当。     

上海光机所生长出大尺寸优质Nd:YAG晶体

1986年1月14日,来自全国各地的20多位专家对中国科学院上海光机所生长的大尺寸优质Nd:YAG晶体进行了技术鉴定。 目前国际上一般采用感应加热铱坩埚引上法生长Nd:YAG晶体。上海光机所在多年生长Nd:YAG晶体的基础上,承担了1983～1986年的攻关任务,采用感应加热,电阻加热引上法及温梯法三种工艺生长晶体,研究了晶体的生长习性,注重晶体棒的精细选取,并进行了RAP(反应气氛法)处理原料和激光棒的实验,提高了激光棒的光学均匀性与激光效率。     

Nd:GSGG激光晶体的光谱性能研究

用提拉法成功生长出了Nd3 :Gd3Sc2Ga3O12(Nd:GSGG)晶体,并对其光谱性能进行了研究.测量了晶体在400～2700 nm波段内的吸收光谱.用808 nm波长激发,测量了晶体的荧光光谱和荧光寿命,计算了晶体的发射截面.与Nd:GGG和Nd:YAG的光谱参数进行了比较.     

温度梯度法生长Nd:YAG晶体的1200 W激光输出

用温度梯度法（TGT）生长了大尺寸的Nd：YAG激光晶体，测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布。比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别。根据热容激光的原理，利用生长的Nd：YAG激光晶体片设计了热容激光器，利用侧面抽运，获得了1200w的激光输出，工作时间为2s，光-光转换效率为30％。     

Nd2O3纯度对Nd：YAG晶体质量之影响

本文叙逮了Nd∶YAG晶体激活物质Nd_2O_3粉料的杂质分析及晶体的吸收光谱测定。实验表明,Nd_2O_3纯度对Nd∶YAG晶体质量有影响,应引起注意。     

沉积石墨加热器在Nd∶YAG晶体生长工艺中的应用

为了减少石墨加热器对Nd~(3+):YAG晶体的污染,我们试验并采用了沉积石墨加热器,收到较好效果。石墨加热器对Nd:YAG晶体的污染在电阻加热方式的引上法(切克劳斯基法)生长Nd:YAG晶体工艺中,型压光谱     

反应气氛法处理Nd:YAG激光晶体

本文报导采用反应气氛法(RAP)对Nd:YAG晶体进行处理。并测定了Nd:YAG晶体经RAP处理前后的红外吸收光谱和激光效率。结果表明,经RAP处理的Nd:YAG晶体,其透射谱强度和激光效率都得到提高。     

脉冲LD 端面泵浦Nd:YAG 晶体温场研究

为解决脉冲激光二极管端面泵浦Nd:YAG晶体产生瞬态热效应的问题,对激光晶体内的温场分布进行了解析分析与定量计算。通过对脉冲激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点分析,建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型,考虑到Nd:YAG晶体导热系数与其温度的函数关系,引入弦截法求解含时热传导方程,得出了变热传导系数方形Nd:YAG晶体时变温度场的一般解析表达式。定量分析了变热传导系数方形Nd:YAG晶体在不同超高斯阶次和光斑半径下内部温度场时变情况。计算结果表明:使用平均输出功率为60 W 的脉冲激光二极管端面泵浦掺钕离子质量分数1.0%的Nd:YAG 晶体,若入射的3阶超高斯光束泵浦光光斑半径为400 m,则晶体尺寸为4 mm4 mm8 mm的Nd:YAG晶体在达到准热平衡状态时的最高和最低温升分别为364 K和337 K。研究结果为正确计算Nd:YAG晶体温度场分布提供了方法,并对解决激光晶体热效应问题提供了理论依据。     

GSGG:Cr,Nd和YAG:Nd激光棒的损耗与激光效率测量

一、晶体生长GSGG:Cr,Nd激光晶体问世后,尽管发现它的损耗比YAG:Nd高,但以φ6.3×76mm标准棒测得的激光效率却比同尺寸最好的YAG:Nd棒高约一倍,因此在高平均功率激光器上的应用得到普遍重视。同时,降低损耗的晶体生长工艺研究已成为当前的工作重点。利弗莫尔实验室(LLNL)采用提拉法平界面生长工艺成功地生长出直径为62mm无核心的GSGG:Cr,Nd单晶。根据已报导的杂质分凝系数(在晶体中Cr和Nd的分凝系数分别为1.00±0.05和0.65±0.05),由熔体公式C_i/C_f=(1-g)~(1-k)可算出起始掺杂浓度C_i和最后熔体杂质浓度C_f。式中k为分凝系数;g为熔体结晶的分数。从而可估算出,在本文研究的晶体长度内,晶体中钕浓度差约在10～20％之间。晶体生长的熔体组成与生长条件变化参数见表1。