Yb:FAP激光晶体的生长、缺陷和性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 宋平新 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 徐军 |
| 关键词 | Yb:FAP 激光晶体 晶体生长 缺陷 光谱特性 |
| 中文摘要 | 掺Yb3+激光材料在惯性约束核聚变、激光加工、军事等领域都具有广泛的应用和潜在的价值。Yb3+仅有两个电子态：基态2F7/2和激发态2F5/2，可有效消除上转换和激发态吸收等对激光性能不利的因素。氟磷酸钙（Ca5(PO4)3F，简称FAP）基质能够给激活离子提供其他基质材料无可比拟的晶体场环境。大的晶场分裂能级，大的吸收截面和发射截面使Yb:FAP晶体具有阈值低、增益大、效率高等优点。因而Yb: FAP晶体引起了人们研究的浓厚兴趣。 本论文系统研究了掺镱氟磷酸钙激光晶体的生长、缺陷和光谱性质，取得了一些创新性的成果，主要包括以下几个方面的内容： 第一部分：Yb:FAP晶体生长的研究 采用中频感应提拉法生长了Yb3+掺杂浓度为0.25~2at.%的Yb:FAP晶体，晶体尺寸为Φ(25~30)×(60~85)mm。系统讨论了影响晶体生长和质量的主要因素。包括原料的预处理和建立合理温场的设计，控制合适的生长工艺参数，选用优质籽晶，消除外界因素的影响等。同时针对不同因素的产生原因和影响特点，提出了相应的解决办法。通过晶体生长工艺的探索得到了合适的温场和生长工艺参数。研究了Yb:FAP晶体中Yb3+的分凝系数以及Yb元素和Ca元素在Yb:FAP晶体的轴向分布情况。 第二部分：Yb:FAP晶体宏观缺陷和显微缺陷的研究 采用化学腐蚀法，光学显微镜、SEM和EDS等方法对Yb:FAP晶体的缺陷进行了表征，并结合晶体生长工艺探讨了缺陷的形成机制，为生长优质晶体提供了依据。Yb:FAP晶体中存在的主要缺陷是生长条纹、包裹物和位错。这些缺陷的存在影响了晶格的完整性。我们根据晶体缺陷的研究结果，针对这些缺陷的形成机制，采取了相应的措施，不断改进Yb:FAP晶体的生长工艺条件，有效地减少或消除了晶体中的这些缺陷。 第三部分：Yb:FAP晶体光谱性质的研究 系统地研究了常温下不同Yb3+掺杂浓度Yb:FAP晶体的吸收光谱，荧光光谱和荧光寿命。揭示了主、次峰处的吸收系数与Yb3+掺杂浓度的关系式。分析了Yb:FAP晶体77K和300K温度下的吸收光谱后发现，由于声子－电子近共振耦合作用，Yb:FAP晶体存在有明显的振动谱。Yb:FAP晶体的零声子线在低温下劈裂为相差约10cm-1的两条线。结合倒易法计算了晶体的光谱特性参数。研究表明：Yb: FAP激光晶体非常适合于LD泵浦的固体激光器。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15552]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 宋平新. Yb:FAP激光晶体的生长、缺陷和性能研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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