摻鐿釔鋁石榴石激光材料.pdf

1、激光材料與元器件是激光技術發(fā)展的核心和基礎，具有里程碑的作用和意義。世界上第一臺激光器誕生于1960年，半個世紀以來，激光技術得到迅速發(fā)展，現(xiàn)己廣泛應用于戰(zhàn)術激光武器(硬殺傷、軟殺傷)、激光制導、激光測距、激光通訊、先進制造技術(激光加工、激光焊接)、激光醫(yī)療、激光顯示等各個領域，并進入高速發(fā)展期，將造就二十一世紀的支柱產(chǎn)業(yè)，世界各主要國家均將其作為國家戰(zhàn)略高技術發(fā)展計劃。
　　 目前，激光器技術向著一泵(LD)、兩高(高功率、

2、高能量)、三化(小型化、智能化、集成化)、三超(超短、超快、超強)方向發(fā)展，而激光材料是激光技術發(fā)展的核心和先導。因此，激光材料在高新領域?qū)碛幸?guī)模巨大的激光及元器件應用市場需求。
　　 Yb:YAG激光材料(晶體、陶瓷)，具有優(yōu)良的物理與光學特性，吸收峰(941nm)靠近發(fā)射峰(1030nm)，具有低的量子缺陷和寬的泵浦吸收帶；電子結(jié)4倍，被證明在所有介質(zhì)中它產(chǎn)生的熱效應最小。實踐證明，激光性能、可靠性和成本等方面都明顯優(yōu)于N

3、d:YAG激光基質(zhì)材料。
　　 本文對Yb:YAG晶體生長、陶瓷制備及性能進行了系統(tǒng)的研究。
　　 (1)提出了低真空充保護氣氛的新工藝，采用中頻感應加熱提拉法，設計合理的溫場，選擇最佳工藝參數(shù)，生長了φ20-35mm×40-100mmYb:YAG激光構(gòu)簡單，沒有受激態(tài)吸收、上轉(zhuǎn)換或濃度猝滅；熒光壽命長，儲能比Nd:YAG高；它產(chǎn)生的百分比熱量幾乎比Nd:YAG增益介質(zhì)低晶體。
　　 (2)采用XRD、TG-DT

4、A、吸收光譜、熒光光譜等測試技術，對Yb:YAG晶體的性能進行了研究。同時，還對晶體缺陷進行了系統(tǒng)的分析與討論。
　　 (3)首次提出一次性退火工藝，給出了最佳的退火工藝參數(shù)，研究了一次退火和二次退火工藝對晶體質(zhì)量的影響。
　　 (4)對尺寸為φ3mm×10mmYb:YAG晶體消光比進行了研究，消光比為48.6dB。對φ3mm×10mm激光元件進行了光學均勻性測試，干涉條紋≤0.095條/25mm，達到了國內(nèi)先進水平。<

5、br>　　 (5)采用3mm×8mm×1mmYb:YAG激光微片，分別利用綠光輸出鏡和黃光輸出鏡實現(xiàn)1030nm波長室溫運轉(zhuǎn)，結(jié)果表明采用黃光輸出鏡時，激光性能較好。在泵浦功率為2W時，閾值功率為189 mW,輸出功率為152.5mW,實際功率為213.5 mW。光—光轉(zhuǎn)換效率為11.79％，斜效率為11.87％。
　　 (6)采用2mm×2mm×10mmYb:YAG激光微片，研究Yb:YAG晶體的倍頻激光性能。結(jié)果表明：使用

6、綠光出鏡時，激光性能較優(yōu)。閾值功率為461mW，輸出功率為72.27mW，因此實際輸出功率為101.18 mW。光—光轉(zhuǎn)化效率為6.57％，斜效率為7.02％。
　　 (7)采用溶膠—凝膠法(sol-gel)和碳酸鹽共沉淀法，合成了Yb:YAG激光陶瓷粉體，探討了反應機理及影響因素。利用TG-DTA、XRD、IR、TEM及光譜分析等測試手段，研究了粉體的結(jié)構(gòu)、形貌及光譜性能等。
　　 (8)通過前驅(qū)體的煅燒、成型和燒結(jié)等