掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长及其光谱展宽性能研究

发布时间：2021-04-29 20:07

　　激光是20世纪最伟大的发明之一,激光的广泛应用已经彻底改变了人们的生活,带来了巨大的社会和经济效益。其中,超快超强激光是目前激光技术发展的重要方向之一。超快激光脉冲宽度短、峰值功率高的这些特性使其在诸多领域都有着广泛的应用。例如:短脉冲宽度在激发和测量固态、生物材料中的超快物理过程方面有着重要的应用;高峰值功率使其在精密加工、科研、医疗中有着重要的应用前景。无论超快激光的产生或放大,其关键要素都是激光增益材料,激光增益材料的光谱宽度决定了能够产生的脉冲宽度,其热学性能决定了可实现的激光功率和效率。因此,自20世纪60年代激光发明以来,对于新型激光增益材料的研究受到了广泛的关注。通常,增益材料的发光性能主要归因于激活离子,并受到基质晶体中的局部配位场的影响。而增益材料的热学性能主要是由基质晶体决定的,同时受到激活离子掺杂的影响。对于超快超强激光来说,具有宽的发射光谱可以实现较窄的脉宽,而具有高导热率和低声子能量的基质晶体则有利于获得高效及高功率激光输出。激活离子掺杂的倍半氧化物具有较高的热导率,是高功率超快脉冲激光的重要增益介质。然而,受限于其高熔点（2400℃）,其研究尚处于初始阶段,... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 引言
    §1.2 超快激光晶体
        §1.2.1 超快激光晶体的发展
        §1.2.2 超快激光晶体的选择
        §1.2.3 激活离子的选择
        §1.2.4 基质的选择
    §1.3 倍半氧化物晶体的研究现状
    §1.4 本论文的主要研究工作
    参考文献
第二章 掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长
    §2.1 引言
    §2.2 浮区法概述
    §2.3 倍半氧化物固溶体混晶生长
        §2.3.1 倍半氧化物固溶体混晶多晶粉料制备
        §2.3.2 倍半氧化物固溶体混晶多晶料棒制备
        §2.3.3 倍半氧化物固溶体混晶生长
        §2.3.4 晶体生长工艺研究
    §2.4 本章小结
    参考文献
第三章 掺镱倍半氧化物固溶体混晶的结构及组分研究
    §3.1 引言
    §3.2 倍半氧化物固溶体混晶结构
        §3.2.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体结构分析
        §3.2.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体结构分析
    §3.3 倍半氧化物固溶体混晶组分表征
        §3.3.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体组分分析
        §3.3.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体组分分析
    §3.4 本章小结
    参考文献
第四章 倍半氧化物固溶体混晶的光学及热学性质研究
    §4.1 引言
    §4.2 姜-泰勒效应与晶体场效应
    §4.3 吸收光谱
    §4.4 荧光寿命
        §4.4.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体荧光寿命
        §4.4.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体荧光寿命
    §4.5 荧光光谱
        §4.5.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体低温发射光谱
        §4.5.2 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体室温发射光谱
        §4.5.3 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体振动加宽机理
        §4.5.4 Yb:Lu_xSc_(2_x)O_3晶体变温发射光谱及荧光量子产率
        §4.5.5 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体低温发射光谱
        §4.5.6 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体室温发射光谱
        §4.5.7 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体振动加宽机理
    §4.6 倍半氧化物固溶体混晶热学性质表征
        §4.6.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体热学性质表征
        §4.6.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体热学性质表征
    §4.7 本章小结
    参考文献
第五章 倍半氧化物固溶体混晶激光性能研究
    §5.1 引言
    §5.2 激光产生的条件
    §5.3 Yb:LuScO_3晶体连续激光性能研究
    §5.4 Yb:LuScO_3晶体1.03微米调Q性能研究激光实验
    §5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    §6.1 主要研究工作
    §6.2 主要创新点
    §6.3 有待进一步开展的工作
致谢
攻读博士学位期间发表论文情况
攻读博士学位期间所获奖励情况
Paper 1
Paper 2
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]高光学质量Yb:YAG透明陶瓷的制备及激光参数研究[J]. 王晴晴,石云,冯亚刚,刘欣,陈昊鸿,谢腾飞,李江.  无机材料学报. 2020(02)
[2]Controlling disorder in host lattice by hetero-valence ion doping to manipulate luminescence in spinel solid solution phosphors[J]. Qinqin Ma,Jie Wang,Wei Zheng,Qian Wang,Zhiheng Li,Hengjiang Cong,Huijun Liu,Xueyuan Chen,Quan Yuan.  Science China（Chemistry）. 2018(12)
[3]蓝宝石晶体的热学性能研究[J]. 施纯俊,张连翰,洪佳琪,张方方,潘世烈,杭寅.  人工晶体学报. 2015(10)
[4]Compact Q-switched 2 μm Tm:GdVO4 laser with MoS2 absorber[J]. Pingguang Ge,Jie Liu,Shouzhen Jiang,Yuanyuan Xu,Baoyuan Man.  Photonics Research. 2015(05)
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博士论文
[1]几种无序结构晶体的生长和性能研究[D]. 胡强强.山东大学 2017
[2]2微米Ho:LuVO4固体激光器特性研究[D]. 崔铮.哈尔滨工业大学 2016
[3]不同维度被动光开关材料的制备及特性研究[D]. 王树贤.山东大学 2016
[4]全光纤掺Tm3+脉冲激光器及放大器的研究[D]. 周仁来.哈尔滨工业大学 2013
[5]无序黄长石ABC3O7系列晶体的生长和性质表征[D]. 张园园.山东大学 2012

硕士论文
[1]掺杂Yb3+：Ca3Ga2Ge3O12晶体的生长和光谱特性的研究[D]. 张永专.山东大学 2009



本文编号：3168091