掺Nd~3+和Yb~3+的α-Ba_3Y(BO_3)_3、Ba_3Gd(BO_3)_3和Ba_3La_2(BO_3)4激光晶体的结构、生长、光谱与激光性能的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 潘尚可 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 导师 | 王国富 |
| 关键词 | 晶体生长 相变 晶体结构 硼酸盐 激光晶体 光谱 |
| 其他题名 | Structure, Growth, Optical Properties and Laser Perofrmance of Nd~3+ and Yb~3+-doped α-Ba_3Y(BO_3)_3、Ba_3Gd(BO_3)_3 and Ba_3La_2(BO_3)_4 Crystals |
| 中文摘要 | 随着激光二极管（LD）逐步取代传统的闪光灯作为固体激光器的泵浦源和一系列掺Yb3＋离子的激光晶体在LD泵浦下实现飞秒脉冲激光和可调谐激光输出，探索新型适合LD泵浦的掺Nd3十和Yb3＋的激光晶体成为研究热点。本论文围绕这一研究热点结合本所的研究优势对新型硼酸盐激光晶体开展了研究创新工作。本论文首先对激光晶体的发展历史作了简要的概述，并介绍了稀土（特别是掺杂Nd3＋和Yb3＋）激光晶体的特性要求和研究现状。本论文介绍了激光晶体的光谱特征和振荡特性、稀土离子的晶体场理论基础和能级构成以及光谱分析方法。本论文介绍了研究工作所需要的晶体生长方法以及原理、对晶体性质进行表征的x射线衍射技术、差示扫描分析技术、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命侧试技术和固体激光器的工作原理。本论文研究了掺N子＋和孔3＋的a-Ba3Y（BO3）3、Ba3Gd（BO3）3和Ba3La2（BO3）4晶体的生长、结构、光谱和激光性能。采用提拉法，生长出了掺Nd3+和Yb3＋的a-Ba3Y（BO3）3和Ba3Gd（Bo3）3晶体，用顶部籽晶技术生长出了掺Nd3＋的Ba3La2（BO3）4晶体。研究了掺杂Sr2＋对10at.％Yb3＋：a-Ba3Y（BO3）3晶体的生长和相变特性的影响，发现s产“可以有效抑制该晶体的相变。 利用x射线衍射技术测定了化合物Ba3Y（BO3）3的高温相份Ba3Y（BO3）3和低温相β-Ba3Y（BO3）3以及Ba3La2（BO3）4的单晶结构。在室温下测量了Nd3+:a-Ba3Y（BO3）3、Nd3+：Ba3Gd（BO3）3和Nd3+:Ba3La2（BO3）4晶体的吸收光谱、荧光光谱以及荧光寿命，并根据J-O理论计算了它们的光谱参数。Nd3+：a-Ba3Y（BO3）3晶体在808nm波长有一半峰宽为14tun的强吸收峰，吸收跃迁截面G。为2．52只10-20cm2。在1060nm波长的发射跃迁截面σc为4.18*10-20cm2，荧光寿命宁为73林s，量子效率门为26％。Nd3+：Ba3Gd（BO3）3晶体在808nm波长有一半峰宽为snxn的强吸收峰，吸收跃迁截面。。为5.12*10-20cm2。在1060nm波长的发射跃迁截面σe为4.98*10-20cm2，荧光寿命亏为75娜，量子效率月为26％。Nd3＋：Ba3La2（BO3）4晶体在806nm波长有一半峰 宽为glun的强吸收峰，吸收跃迁截面σa为2.29*10-20cm2。在1063nm波长的发射跃迁截面σe为7.96x10-20cm2，荧光寿命τf为105μs，量子效率η为32.4％。光谱研究表明，Nd3+：a－Ba3Y（BO3）3、Nd3＋：Ba3Gd（BO3）3和Nd3＋：Ba3La2（BO3）4晶体均适合于LD泵浦。 在室温下测量了Yb3＋：a-Ba3Y（BO3）3和Yb3＋：Ba3Gd（BO3）3晶体的吸收光谱、荧光光谱以及荧光寿命。Yb3＋：a-Ba3Y（BO3）3晶体在976nm波长有一半峰宽为snm的强吸收峰，其吸收跃迁截面a。为1.10*10-20cm2。根据倒易法，其在104onln波长的发射跃迁截面σe 为2.46*10-21cm2。发射峰的半峰宽为57nm，钡l得的荧光寿命为2．lms。Yb3＋:Ba3Gd（BO3）3 晶体在976m波长有一半峰宽为7nm的强吸收峰，其吸收跃迁截面a。为5.09*10-21cm2。根据倒易法，其在1040nm波长的发射跃迁截面σe为0.97*10-21cm2。发射峰的半峰宽为6onm，测得的荧光寿命为2.84ms。光谱研究表明，Yb3＋:a-Ba3Y（BO3）3和Yb3＋：Ba3Gd（BO3）3晶体具有很宽的吸收峰和发射峰，其和Yb3＋:Sr3Y（B场）3晶体一样，适合于LD泵浦，且有可能成为新型可调谐和产生飞秒脉冲激光输出的超快激光晶体。研究了氛灯泵浦的Nd3+：Ba3Gd（BO3）3晶体的脉冲激光。当输出镜的透过率为19％．光特性获得了33.69mJ的激光输出，总效率η0为0.14％，斜率效率ηs为0.18％，激光振荡闽值为1.34J。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-07 |
| 页码 | 128 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7176]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 潘尚可. 掺Nd~3+和Yb~3+的α-Ba_3Y(BO_3)_3、Ba_3Gd(BO_3)_3和Ba_3La_2(BO_3)4激光晶体的结构、生长、光谱与激光性能的研究[D]. 中国科学院福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：福建物质结构研究所
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