Cr,Ca:GGG晶体的生长和Cr离子变价研究

发布时间：2018-06-17 03:34

  本文选题：提拉法 + Cr　； 参考：《山东大学》2017年硕士论文

【摘要】：Cr~(4+)掺杂晶体由于其光谱性质,近些年来一直受到研究者们的广泛关注,并在可调谐激光以及被动调Q技术中应用广泛。可调谐激光在医学,测量,探测,通信以及光电对抗方面有广泛的应用,作为全固态激光的前提和基础,可调谐激光晶体在新型全固态可调谐激光起到了至关重要的作用;被动调Q激光器广泛地应用于窄脉宽,高峰值功率激光脉冲,应用面涵盖工业、医疗、军事等,其中Cr~(4+)掺杂晶体具有宽的发射带宽,并且与一些泵浦激光波长相匹配,容易获得紧凑的超短脉冲输出。Cr~(4+)掺杂晶体作为可饱和吸收体是1μm波段应用最多的被动Q开关。由于这些特点,Cr~(4+)掺杂晶体激光材料以及器件的研究已经成为激光领域的热点之一。本论文采用固相烧结法合成了 Cr,Ca:GGG多晶料,合成温度1200℃,利用提拉法,在含氧化氛下(98%Ar + 2%O2)成功生长出Cr,Ca双掺的GGG晶体(Cr,Ca:GGG)。利用X射线荧光光谱(XRF)分析方法,定性分析了晶体中各个主要元素(Ca Cr,Ga,Gd)的含量。利用激光干涉仪和高分辨X射线衍射(HXRD)测试了晶体的光学均匀性以及摇摆曲线,确认晶体光学均匀性良好,晶格完整。通过化学腐蚀的方法,利用偏光显微镜探究了晶体中的缺陷。测试了晶体热学性质,包括热膨胀、热导率和热扩散。通过研究晶体吸收光谱特征峰的变化,探究了退火条件对Cr离子价态改变(Cr3+→Cr~(4+))的影响,包括温度、退火时间、退火气氛的影响并且得到了最佳的退火条件。在探索得到的最佳退火条件下,对块状晶体Cr,Ca:GGG进行了退火并将其作为可饱和吸收体用于调Q激光实验中。在调Q操作过程中,在40%透过率输出镜下得到最大的输出功率2.26W。在4.2%透过率输出镜,吸收泵浦功率为2.19W的情况下得到最窄脉冲宽度10.19ns。
[Abstract]:Cr-4) doped crystals have been widely concerned by researchers in recent years because of their spectral properties and have been widely used in tunable laser and passive Q-switching techniques. Tunable laser is widely used in medicine, measurement, detection, communication and optoelectronic countermeasure. As the premise and foundation of all-solid-state laser, tunable laser crystal plays an important role in new all-solid-state tunable laser. Passive Q-switched lasers are widely used in narrow pulse width, high peak power laser pulses, covering industrial, medical, military, etc. Compact ultrashort pulse output. Cr-doped crystal as a saturable absorber is the most widely used passive Q switch in 1 渭 m band. Because of these characteristics, the study of doped crystal laser materials and devices has become one of the hot spots in laser field. In this paper, Cr-Caw / GGG polycrystalline material was synthesized by solid state sintering at 1200 鈩，

本文编号：2029490