掺稀土KR(WO_4)_2(R=Y、La、Lu)钨酸盐激光晶体的生长、光谱与激光性能的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 唐丽永 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 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 | 激光晶体 晶体生长 J-O理论 光谱性能 激光参数 |
| 中文摘要 | 本论文报告Yb3＋：KY（WO4）2，Er3＋／Yb3＋：KY（WO4）2，Yb3＋：KLa（WO4）2，Nd3＋：Kla（Wo4）2Yb3＋/Nd3＋： KLa（WO4）2，Nd3＋：KLu（WO4）2晶体的生长、光谱和激光性能。用热重法研究K2W2O7、K2WO4和K2WO4-KF助熔剂的挥发动力学，三种助熔剂的挥发速率由小到大为K2WO4＜K2WO4／KF＜K2W2O7。综合差示扫描热分析和x射线物相分析结果，绘制Yb3＋：KY（WO4）2-K2wO4盯和Yb3＋：KY（WO4小2-K2W2O7的鹰二元系相图，用这两种助熔剂生长Yb3＋:KY（WO4）2晶体，低温相Yb3＋：KY（WO4）2都具有较大的生长区间。采用顶部籽晶熔盐法（TSSG），用三种助熔剂生长Yb3＋：KY（WO4）2晶体。综合不同助熔剂、生长工艺和晶体的光学均匀性的测试结果表明，用K2WO4助熔剂生长出的Yb3＋:KY（WO4）2晶体质量最好，光学均匀性为3.71*10-5，晶体最大尺寸为70*50*7nm。采用顶部籽晶熔盐法从K2WO4/KF助熔剂中生长出Er3＋／Yb3＋:KY（WO4）2，从K2WO4J熔剂中生长出Nd3＋：KLu（wo礴）2晶体，其尺寸分别为：36x26x6mm3和46*26*7 mm3。采用提拉法生长孔3＋：KLa（WO4）2，Nd3＋：KLa（WO4）2和Yb3＋/Nd3＋:KLa（WO4）2晶体，其尺寸分别为：φ27*55mm3、φ8*44mm3和φ11*49mm3。研究了20at％Yb3+：KY（wO4）2晶体的室温偏振吸收、荧光光谱，低温荧光光谱以及荧光寿命。Yb3＋:KY（WO4）2晶体在Z//X方向981nm的吸收峰最强，半峰宽为3 ．snnl，吸收跃迁截面σa=1.67*10-20cm2，在1024nm的发射跃迁截面σe＝1.82*10-20cm2，荧光寿命τf＝1.23ms。计算了20at％Yb3+ KY（WO4）2晶体的激光参数，在1024nm临界反转百分数βmin＝9.2％，最小可吸收泵浦光强Imm=3.21kWcm-2，泵浦饱和光强Isat＝34.89kwcm-2。丽穷了Er3＋／Yb3＋:KY（WO4）2晶体的非偏振吸收谱和带光光谱，分析Yb3＋与Er3＋间的能量转移过程。计算了室温吸收谱的强度参数以及各能级跃迁的辐射寿命、辐射跃迁几率和荧光分支比，其量子效率为53.5％。980nm波长激发下，测得2F5/2→2F7/2能级跃迁的荧光寿命为0.45ms，观察到552nm、802nm波长上转换发射。研究了Yb3＋:KLa（WO4）2，Nd3＋：KLa（WO4）2，Yb3＋/Nd3＋：KLa（WO4）2晶体的室温吸收和荧光光谱。Yb3+:KLa（WO4）2晶体在977nln吸收峰的半峰宽为8脚，吸收跃迁截面σa＝3.0*10-21cm2矛，用倒易法计算出1040nm的发射跃迁截面为0.54*10-21 cm2，荧光寿命为0.61ms。其激光参数临界反转百分数βmin为5.83％、泵浦饱和光强Isal为18.28kW／cm2和最小可吸收泵浦光强Imin为0.95 kW／cm2。Nd3＋：KLa（WO4）2晶体在802nm的吸收跃迁截面为12.86*10-20 cm2，半峰宽为snm，1060 nm发射跃迁截面为5.21*10-20cm2，荧光寿命为156μs；Yb3+/Nd3＋：KLa（WO4）2在802nm的吸收跃迁截面为1.22*10-20cm2，半峰宽为snm，1060 nm发射跃迁截面为5.13*10-20 cm2，荧光寿命为128μs；在977nm的I吸收跃迁截面为0.42*10-21 cm2，半峰宽为snm，用倒易法计算出lo10nm的发射跃迁截面为0.85*10-22 cm2，荧光寿命为o．45ms。在Yb3＋/Nd3＋:KLa（WO4）2晶体中，Nd3＋→Yb3＋的能量转移几率K为1.0393ms-1，能量转移效率η为0.13。研究了Nd3＋：KLu（wO4）2晶体的室温吸收和荧光光谱，Nd3＋：KLu（WO4）2晶体在812nm的吸收跃迁截面为7.93*10-20cm2，半峰宽为3nm。根据J-O理论，获得该晶体的光谱参数如下：Ω2＝7.5029*10-20 cm2，Ω4＝7.1837*10-20cm2，Ω6＝3.1189*10-20cm2，β1=0.5498，β2=0.3943，β3=0.0551，β4=0.0027，τrod＝123μs。Nd3＋：KLu（WO4）2晶体在1072 nm波长发射跃迁截面为2.41*10-20 cm2，荧光寿命为79.4μs，荧光量子效率η=64.55％。研究了氛灯泵浦的Nds＋：KLu（wo4）2晶体的脉冲激光特性。当输出镜的透过率为24.84％时，匹配较好，获得了9.84 mJ的激光输出，总效率η0＝0.041％，斜率效率ηs＝0.078％，激光振荡闪值为1.10J。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-07 |
| 页码 | 181 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7186]  |
| 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 | 唐丽永. 掺稀土KR(WO_4)_2(R=Y、La、Lu)钨酸盐激光晶体的生长、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. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：福建物质结构研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。