Tm-YAP、ZnSe及Cr2+-ZnSe激光晶體的生長與性能研究.pdf

1、由于Tm3+具有與商用二極管匹配良好的吸收峰以及交叉弛豫量子效率接近于2的特性,摻Tm3+固體激光器是近年來2μm激光器研究的重點方向之一。在現(xiàn)代工業(yè)、科研和軍事中有著廣泛的用途。此外,寬譜帶可調(diào)諧(2.0-3.1μm)的中紅外Cr2+:ZnSe激光器也引起了人們極大的興趣。由于其具有較寬的吸收譜(1.5-2.1μm),所以Cr2+:ZnSe激光器可以選用的泵浦源種類很多。本論文以自制的Tm:YAP激光器作為Cr2+:ZnSe激光器的泵

2、浦源,為開展Cr2+:ZnSe激光晶體的激光性能研究奠定基礎(chǔ)。
　　 本論文以Tm:YAP、ZnSe和Cr2+:ZnSe作為研究對象,在總結(jié)了已有報道的基礎(chǔ)上,開展了晶體生長、性能表征和激光實驗等方面的工作,主要包括兩個部分的內(nèi)容:
　　 1.Tm:YAP晶體生長、光譜和激光性能研究。
　　 采用提拉法成功生長了4 at％濃度Tm:YAP晶體。圍繞改善晶體生長條件和工藝參數(shù)展開了一系列研究工作。通過XRD分析確定

3、生長的晶體為Tm:YAP晶體。測試并分析了Tm:YAP晶體的相關(guān)光譜性質(zhì)。吸收光譜研究顯示:生長的Tm:YAP晶體在688和794 nm波段范圍有較強的吸收峰。熒光壽命實驗研究顯示3F4能級的熒光壽命為5.82 ms。對4 at％濃度不同軸向的Tm:YAP晶體進行了激光性能的測試。其中4 at％Tm:YAP c向樣品在泵浦功率為24W時,實現(xiàn)最優(yōu)的激光輸出。實驗中采用793nm激光二極管泵浦c向Tm:YAP晶體,實現(xiàn)了2.01μm激光輸

4、出,最大輸出功率5.16 W,光轉(zhuǎn)換效率為39％,斜率效率高達45.5％,連續(xù)可調(diào)范圍從1894到2066nm,在2010nm得到最大的輸出功率值為1.84 W。
　　 2.ZnSe晶體生長、摻Cr2+:ZnSe晶體的制備及晶體缺陷和光譜性能的研究。
　　 采用溫度梯度法(TGT)生長了直徑為32 mm大尺寸ZnSe晶體。對生長出的ZnSe單晶進行了缺陷研究和光學(xué)性能分析。使用磁控濺射方法在ZnSe晶體上鍍鉻膜,通過熱擴