資源描述：
《nd：luvo-%2c4-晶體性能及l(fā)d端面泵浦微片激光器的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要激光二極管泵浦固態(tài)激光器(Diod-PmnpedSolid—StateLasers，DPSSLs)由于具有泵浦效率高，光束質(zhì)量好，輸出穩(wěn)定且全固化，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在醫(yī)學(xué)、軍事、科研、工業(yè)等在許多領(lǐng)域被應(yīng)用。新型激光材料是全固態(tài)激光器研究開發(fā)的重要組成部分。目前，釩酸鹽系列晶體是得到應(yīng)用的常見激光晶體，如Nd：YV04和Nd：GdV04有著優(yōu)良的熒光和激光性質(zhì)，在中小功率泵浦功率下，效率高于傳統(tǒng)工作物質(zhì)Nd：YAG晶體。Nd：LuV04是一種新型的激光晶體，用Lu”取代基質(zhì)晶體當(dāng)中的Y抖或Gd3+，降低了晶體生長的難度，使吸收帶更寬，受激發(fā)射截面更大，因此也適合作為激
2、光二極管泵浦的增益介質(zhì)．1996年，日本和俄羅斯科學(xué)家合作生長出了LuV04單晶(m18×38刪m3)。2002年法國人C．Maunier等人用焰熔法生長了Nd：LuV04，并系統(tǒng)研究了其作為激光晶體的性能，實現(xiàn)了Nd：LuV04在1065rim處的激光輸出。使用傳統(tǒng)的Czochra／ski技術(shù)，我們課題組生長了質(zhì)量、尺寸可以和Nd：YV04晶體相媲美的優(yōu)質(zhì)晶體(16×20x21mm3)。并報道了Nd：LuV04晶體采用大功率二極管激光器在1065nm處的連續(xù)和脈沖激光性能。在25W的泵浦功率下獲得12．55W的1065rim連續(xù)輸出，在18W的泵浦功率下獲得5．42w的1065rim調(diào)Q輸
3、出，兩種工作方式的光一光轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到50．2％和30．1％。本論文對Nd：LuV04激光晶體在小功率微片激光器中的性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，同時與Nd：GdV04晶體作了對比實驗，然后利用GaAs晶體進(jìn)行調(diào)Q實驗，以期開發(fā)出DPSSL的新器件。主要內(nèi)容包括：1．簡要介紹了DPSSL的主要性質(zhì)、優(yōu)點、應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀；對DPSSL中比較常見的幾種固體激光材料進(jìn)行綜述；并簡單介紹了幾種常見的摻釹激光晶體。2．簡單介紹了Nd：LuV04晶體的生長過程和生長方法，以及Nd：LuV04和Nd：GdV04晶體的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)，并作比較。兩種晶體是同晶型晶體，結(jié)構(gòu)及許多性質(zhì)都非常相似。區(qū)別在于Nd：LuV04
4、晶體比Nd：GdV04晶體有更大的發(fā)射截面和吸收截面，缺點在于熱導(dǎo)率略低，但仍高于Nd：YV04晶體，所以Nd：LuV04山東大學(xué)碩士學(xué)位論文應(yīng)該是一種性能優(yōu)良的激光晶體。對Nd：LllV04晶體在室溫下的吸收光譜和近紅外熒光譜進(jìn)行測試，并與Nd：GdV04晶體的吸收光譜和近紅外熒光譜相比較，發(fā)現(xiàn)吸收峰和發(fā)射峰的位置以及相對強弱都非常相似。3．采用化學(xué)腐蝕法和同步輻射白光形貌術(shù)，對Nd：LuV04晶體的缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察和研究，并通過測試晶體的搖擺曲線作了進(jìn)一步驗證。結(jié)合晶體生長探討了缺陷的形成機(jī)制，為生長高質(zhì)量晶體提供了依據(jù)。Nd：LuV04晶體的主要缺陷有小角晶界、包裹物、色心、開裂和
5、位錯等。小角晶界是該晶體的主要缺陷，這種缺陷來源于籽晶、晶體生長和晶體加工?？紤]避免或減少缺陷對于晶體器件的使用有著重要意義。通過對缺陷形成機(jī)制的分析，我們可以通過相應(yīng)的解決措施來有效減少缺陷的形成。4．研究了Nd：LuV04晶體在不同配置下的室溫拉曼光譜，探討了拉曼散射與結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。并與Nd：YV04和Nd：GdV04晶體的拉曼譜進(jìn)行比較，進(jìn)一步確定了三種釩酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)相似性。5．從四能級速率方程出發(fā)，理論研究了LD端面泵浦固體激光器的輸出特性，推導(dǎo)出了基頻光輸出功率、閥值泵浦功率和斜效率的表達(dá)式，研究了最佳激光晶體長度和輸出鏡透過率，討論了最佳匹配模式。6．從實驗上研究了LD端面泵
6、浦Nd：LuV04晶體和Nd：GdV04晶體小功率時1065rim的連續(xù)、脈沖激光輸出。分別考察了Nd3+濃度為0．5％和1％，厚度為lmm和1．5mm，透過率為1％，2％，3％的Nd：LuV04晶體的連續(xù)1065rim激光的輸出特性。發(fā)現(xiàn)在小于2W的泵浦功率下，摻雜濃度高(1％)、厚度較大(1．5ram)的晶體、透過率(T-1％)低的晶體具有較高的輸出功率。在2W泵浦功率下，Nd：LuV04晶體基橫模的最大激光輸出可達(dá)到923mW，相應(yīng)的光一光轉(zhuǎn)換效率為45．8％，斜效率為52％。Nd：GdV04晶體在2W的泵浦功率下可得到860mW的TEM00基橫模1065rim連續(xù)激光輸出，光．光轉(zhuǎn)換
7、效率為43％，最大激光斜效率達(dá)到57％。比較晶體樣品，發(fā)現(xiàn)兩種晶體在2W泵浦功率下的輸出特性非常相似。在低功率泵浦微片激光輸出方面，雖然Nd：LuV04晶體的輸出低于Nd：GdV04晶體，但輸出穩(wěn)定的高質(zhì)量基頻模，并且從曲線的趨勢看，在更大的功率下，Nd：LuV04晶體的輸出斜效率有提高的趨勢。當(dāng)脈沖重復(fù)頻率為100kHz和抽運功率為2W時，Nd：LuV04晶體的GaAs山東大學(xué)碩士學(xué)位論文被動調(diào)Q可以獲得的
