学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

掺Er~（3+），Yb~（3+）钨酸钾钇激光晶体的生长与性能研究

作　者: 吴季
导　师: 杨文琴
学　校: 福建师范大学
专　业: 光学
关键词: Er3+/Yb3+共掺钨酸盐晶体敏化作用顶部籽晶法熔盐提拉法生长光谱性能激光性能
分类号: O782
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

二十一世纪是光电子时代,许多发达国家都把发展全固态激光器件提升到国家发展战略的高度。光纤通讯的迅猛发展,以及激光测距、激光医疗等都需要相应1.5μm波长激光器配套发展,同时由于1.5μm是对人眼安全的波长,因此引起了人们强烈的关注。众所周知,以Er3+作为激活离子的激光晶体材料,例如GdCa4O(BO3)3(GdCOB4)、YCa4O(BO3)3 (YCOB)、YAG、YVO4及KGW等晶体,通过Er3+的掺入,能够由4I3/2→4I15/2能级跃迁产生1550 nm附近的荧光。但是由于晶体中Er3+离子对半导体激光器和灯泵浦源的吸收较弱,致使一般掺Er3+离子激光晶体的激光阈值较高。而据文献报道,晶体中Yb3+离子可以作为Er3+离子的有效敏化剂,同时Yb3+离子的吸收波长约为980 nm,与商业化的LD的波长相匹配,既提高泵浦效率又无需冷却系统,使制成高效、全固化、结构紧凑的激光器成为可能。因此,Er3+/Yb3+双掺的激光材料成为人们的研究兴趣之一。钨酸钾钇(KY(WO4)2,简称KYW)晶体是一种重要的激光基质材料,它属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数为a=10.61 A,b=10.29 A,c=7.49 A,β=130.65°。晶体生长是材料科学一个重要的分支,本研究采用顶部籽晶(TSSG)熔盐提拉法生长摩尔浓度均为5%的双掺Er3+/Yb3+的KY(W04)2晶体,通过优化晶体生长工艺参数,得到了完整的单晶。为了对比研究光谱性能,本研究还采用TSSG法生长了同浓度的Er:KYW及Yb:KYW晶体。由于KYW晶体是双折射晶体,具有各向异性。本文对沿折射率主轴方向的吸收光谱、荧光光谱及荧光上转换光谱的做了较为系统的研究。实验表明不同方向上晶体荧光强度差别很大,因此在设计用激光二极管泵浦的激光器时,泵浦光应考虑合适的晶体的切向和偏振方向。同时通过与同浓度Er：KYW及Yb：KYW晶体光谱对比分析表明,在Er：KYW晶体中掺入Yb作为敏化剂是高效可行的。KYW晶体具有自拉曼特性,是制造多波长激光器一种很有潜力的激光晶体。本文对各拉曼振动模在不同方向入射和吸收的振动情况进行了实验,从理论上分析给出了KYW晶体的拉曼振动模式和各方向的差异。实验表明不同入射方向和不同接收方向对拉曼光谱的影响较大。本研究同时还研究了双掺晶体的上转换荧光,采用980nmLD泵浦的Er3+/Yb3+：KYW晶体,获得了上转换绿光和红光,由于本文研究的晶体浓度比是为1：1,致使绿色荧光相对强度大,而红光却相当弱。同时测试了晶体的各向上转换荧光,均有清晰的上转换绿光,这为人们设计绿色激光器寻找激光介质提供一定的实验依据。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-5
中文文摘  5-7
目录  7-8
绪论  8-14
  第一节激光晶体概论  8-12
  第二节稀土掺杂KYW晶体的研究概况和意义  12-13
  第三节本论文的主要工作  13-14
第一章稀土离子的光谱计算理论基础  14-21
  第一节光谱基础  14-15
  第二节 Judd-Ofelt理论  15-20
  第三节本章小结  20-21
第二章晶体生长  21-31
  第一节晶体生长方法概述  21-25
  第二节晶体生长  25-29
  第三节本章小结  29-31
第三章 Er/Yb:KYW晶体的光谱性能  31-54
  第一节吸收光谱及荧光光谱特性  31-37
  第二节 Er/Yb:KYW晶体的各向异性与偏振特性  37-43
  第三节 Er/Yb:KYW晶体的拉曼光谱  43-49
  第四节 Er/Yb:KYW晶体的上转换发光特性  49-53
  第五节本章小结  53-54
第四章 Er/Yb:KYW晶体的激光性能研究  54-56
  第一节实验装置  54-55
  第二节实验现象与分析  55
  第三节本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61

掺Er~（3+），Yb~（3+）钨酸钾钇激光晶体的生长与性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文