学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

LD泵浦微晶片激光器被动调Q材料的研究

作　者: 巩华荣
导　师: 饶海波
学　校: 电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 被动调Q Cr,Ca:YAG 晶体场理论 液相外延
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 83次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


二极管泵浦被动调Q微型激光器是一种可以实现短脉冲、高峰值功率、高重复频率的全固态激光器，这种激光器具有功耗小、效率高、体积小等特点，在军事和民用上都具有重要的应用价值和运用前景，已成为全固态激光器的一个发展趋势。本文针对这一趋势，采用一种新型的腔结构，在Nd3+:YAG晶片上液相外延生长一层Cr4+:YAG单晶薄膜，形成单片式被动调Q微激光谐振腔的结构，由于激光增益介质(Nd3+:YAG)和饱和吸收体(Cr4+:YAG)两者的晶格常数基本相同，可以说是同质外延，界面的光学特性与散热特性都十分优良，从而提高了微型激光器的光学与热学性能。 Cr4+:YAG饱和吸收单晶外延层的制备与性能优化，需要对材料的吸收光谱与能级结构有深刻的认识，因此本文详细介绍了Cr4+:YAG饱和吸收材料的光谱特性，并参照有关文献的低温吸收谱数据，采用晶体场理论对饱和吸收中心Cr4+在晶体中的能级分裂做了深入分析，得到了Cr4+在D2d对称晶场中的能级结构和晶体场参数。 采用Cr、Ca双掺杂工艺在YAG和Nd:YAG基质上生长出具有饱和吸收特性的Cr4+:YAG。通过对Cr离子掺杂浓度及外延层厚度的控制，外延层λ=1064nm处的饱和与非饱和透过率（ΔT）差可以很容易地控制在5％～30％，满足微激光器设计要求。在液相外延工艺制备的Cr4+:YAG的吸收谱中发现750nm处有一吸收峰，通过对它生成原因的分析，我们将它归属于单晶外延层中存在Cr5+的电子跃迁吸收。 针对饱和吸收介质对泵浦光的吸收和衬底与外延层的晶格匹配应力，从熔料配方着手，对Cr4+:YAG单晶薄膜作了进一步的优化实验。从大量的实验中摸索出配方的优化规律。最后对晶体的缺陷做了简要分析。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
第一章 引言  9-14
  1．1 调Q技术与材料  9-11
    1．1．1 调Q技术简介  9-10
    1．1．2 被动调Q材料  10-11
  1．2 被动调Q的微片式激光器  11-14
第二章 Cr~（4+）:YAG晶体及其外延制备工艺  14-28
  2．1 Cr~（4+）:YAG晶体概述  14-17
    2．1．1 YAG晶体  14-16
    2．1．2 Cr~（4+）:YAG晶体  16-17
  2．2 Cr,Ca:YAG单晶薄膜的液相外延制备工艺  17-28
    2．2．1 掺杂YAG单晶液相外延生长的一般性描述  17-18
    2．2．2 熔剂的选择  18-19
    2．2．3 石榴石相单晶液相外延的熔料配方  19-20
    2．2．4 配料的纯度要求  20
    2．2．5 液相外延设备简述  20-22
    2．2．6 石榴石相单晶的液相外延工艺  22-24
    2．2．7 外延衬底基片的制备与清洗  24-26
    2．2．8 外延层性能参数的测试  26-28
第三章 Cr~（4+）:YAG晶体中Cr~（4+）中心能级结构的晶体场分析  28-37
  3．1 Cr,Ca:YAG的光谱特性  28-30
  3．2 Cr~（4+）的能级分裂  30-32
  3．3 四面体格位Cr~（4+）的能级结构计算基本说明  32-34
  3．4 计算结果与讨论  34-37
第四章 Cr,Cr:YAG的液相外延生长  37-51
  4．1 熔料配方的选择  37-38
  4．2 液相外延单晶的吸收谱的分析  38-41
    4．2．1 液相外延的Cr,Ca:YAG单晶的吸收谱  38-39
    4．2．2 Ca~（2+）、Cr~（3+）离子掺杂浓度与Cr~（4+）:YAG晶体的吸收光谱  39-41
    4．2．3 退火对液相外延Cr~（4+）:YAG晶体的吸收光谱的影响  41
  4．3 讨论  41-49
    4．3．1 Cr~（3+）:YAG晶体的吸收光谱  41-44
    4．3．2 Cr~（4+）的吸收光谱  44-45
    4．3．3 Cr~（5+）的吸收光谱  45-47
    4．3．4 Ca,Cr:YAG中CR~（4+）、Cr~（5+）的可能形成途径  47-49
  4．4 液相外延Cr~（4+）:YAG对λ=1064nm激光的吸收性能  49-51
    4．4．1 对λ=1064nm激光的饱和透过率T_s与初始透过率T_0及其差值ΔT  49-50
    4．4．2 液相外延晶体Ca,Cr:YAG中Cr~（4+）的浓度  50-51
第五章 Cr,Ca:YAG单晶薄膜的性能优化  51-65
  5．1 概述  51-52
  5．2 杂质离子的引入  52-54
  5．3 吸收光谱的优化  54-58
  5．4 单晶液相外延层晶体质量的优化  58-61
  5．5 单晶液相外延参质量的微观缺陷分析  61-65
第六章 结论  65-67
参考文献  67-70
致谢  70

相似论文

  1. 被动调Q与锁模Tm:YAP激光器的理论与实验研究,TN248.4
  2. 脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论和实验研究,TN248
  3. 全光纤调Q脉冲源及光纤放大器系统的研究,TN248
  4. 1123 nm陶瓷Nd:YAG固体激光器的实验与理论研究,TN248.1
  5. 全固态Nd:Gd_(0.63)Y_(0.37)VO_4晶体1.34μm及倍频激光特性研究,TN248
  6. 连续LD侧面抽运高重频266nm紫外激光器研究,TN248
  7. 角锥棱镜腔调Q固体激光器,TN248.1
  8. 被动调Q全固态光学参量振荡器的实验研究,TN753.91
  9. LD侧面抽运高重频670nm红光激光器研究,TN248
  10. 纳米半导体薄膜实现Nd：YVO_4激光器单波长和双波长激光被动调Q,TN248
  11. 3d过渡金属离子光和磁学性质研究的理论基础和现状,O469
  12. LD端面抽运YVO_4/Nd：YVO_4和Nd：Y_（0.8）Lu_（0.2）VO_4晶体调Q激光特性研究,TN248
  13. 立轴式可变角叶轮流场数值模拟,O35
  14. 小型水平轴被动调速风力机设计与研究,TK83
  15. 半导体激光泵浦的被动调Q锁模实验与理论研究,TN248.4
  16. 端泵Nd：YVO_4主被动双调Q激光器实验研究,TN248.1
  17. 铬离子在铌酸锂晶体中的能级劈裂,O742
  18. 被动调Q全固体蓝光激光器,TN248
  19. LD端面泵浦Nd:KGW激光器热效应的理论与实验研究,TN248
  20. 调Q激光特性及有机材料反饱和吸收的特性分析,TN248
  21. GaAs金字塔状微探尖的制备与改进,TH742

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光器
© 2012 www.xueweilunwen.com