2.6-3.0μm新型Er 3+ 掺杂激光晶体生长与性能研究

发布时间：2021-11-13 22:23

　　近年来,2.6-3 μL波段的激光晶体已经被国内外的研究人员进行了广泛和深入地探索和研究。石榴石系列晶体由于其高对称性、高化学稳定性、高热导率性能以及在熔融状态下易长出大尺寸和均匀的单晶体而吸引了广大科研工作者的关注。GSAG晶体是一种结合了 YAG和GSGG优点的晶体,它采用Al离子替换了 Ga离子,消除了 Ga离子容易挥发的隐患,更容易生长出高质量、均匀和大尺寸的晶体。此外,相比较含Ga的晶体如GGG,GSGG,YSGG等,含A1的石榴石晶体如YAG,YSAG,GSAG含有更稳定的氧化物组成成分。氧化物形态的变化和氧空位的形成使得含Ga的石榴石晶体更容易形成色心的问题,在含A1的石榴石晶体中被大大地抑制[1]。20世纪八九十年代,闪光灯泵浦的固体激光器出现了蓬勃的发展局面,由于GSAG和YSAG晶体的声子能量较高,Er:GSAG和Er:YSAG晶体被认为不适合于中红外波段激光的产生。近年来,随着LD激光器的迅猛发展,使得泵浦光的效率获得了较大的提高,以及未来对于多波长高功率激光器的需求,为Er:GSAG和YSAG中红外激光晶体的发展创造了好的条件,使其成为一种很有发展潜力的中红外晶... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１电磁波光谱划分??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｓｐｅｃｔｒａ．??

０００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｒｒｒ１）??图１．２不同特征分子在中红外波段的吸收谱ｌ８］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ｓｏｍｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｍｉｄ－ｉｎｆｒａｒｅｄ??ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ１８】??２）大气窗口区??太阳辐射在地球大气层内受到反射、吸收和散射等因素的共同影响，辐射??强度会衰减。大气层中含量丰富的氮、氧、氢等气体分子的结构是对称的，它??们的振动不会引起电偶极矩变化，故不产生吸收。但是大气中含量较少的水蒸??气、Ｃ０２、０３、ＣＨ４、氧化氮、Ｃ０等非对称分子，振动时将引起电偶极矩的变??化，会产生很强的红外吸收，对遥感观测、大气通信等相关的应用造成很强的??影响。中红外波段（２－５?ｇｍ）覆盖了通过大气后衰减较小，透过率较高的两个??中红外窗口（２？２．５?ｎｍ，?３．５？５，），透射率在６０?°／。－９５?％之间，如图１．３所示??为大气的透过率曲线图｜９１

此产生中红外激光的技术也是多样的。其中包括量子级联激光技术、半导体激??光技术、基于激光晶体及多晶的中红外固体激光技术、基于非线性光学的中红??外固体激光技术、基于受激拉曼效应的中红外固体激光技术等。图１．４为常见??激光光源和相应波长输出范围。??Ｏｖｅｒｔｏｎｅ?Ｒｅｇｉｏｎ?Ｒｏｔａｔｉｏｎ?－Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ??ＣＤ??＜ｆｉ?ＢａｗｗＪ?＆ｘ；ｒｃ？?＼??ｓ?．１＊?ｍ，瞻隱?ａ??＞ｗｍ—?????ｉ?ｔ?ｉｉｉ?ｋ＇：?」?ｌｒ?．?．?＼?ｔ?＇＼?．?ｉ?ｉ?ｉ?ｔ?．?＇＇■ｉ?＇－?ｔ?＼?：■：?一??〇?ｙ?＇?：?Ａ?Ｘ?ｉ?ｔ．?？?？?０?？？０?＾??Ｗａｖｅ！ｅｎｇ｛ｈ（ｐｒｒ）??图１．４常见激光光源ｈ相［々：输出波长范围。丨和１丨分别是两个大气窗口，Ａ、Ｂ表不通过??增益介质汽接产生和通过频字．转换方式产生中红外的两种方式［２５１??６??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3493834