鍵合Nd：YAG、Nd：YVO-,4-光電器件研制及性能測(cè)試研究.pdf

1、由于在生活生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的大量需求，光電技術(shù)領(lǐng)域正突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其中光電材料是這個(gè)領(lǐng)域中至關(guān)重要的組成部分。光電技術(shù)用的各類材料中，晶體材料的生長、加工、鍍膜等各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和控制是一大研究熱點(diǎn)。我們本文中主要關(guān)注一類特殊的光電晶體--鍵合晶體。鍵合晶體是把一塊激光晶體和一塊或兩塊純的非摻雜同質(zhì)基底材料通過鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固結(jié)合的一種產(chǎn)品。由于不摻雜晶體起到熱沉的作用，利于晶體更好地散熱，有效地改善了晶體中心和側(cè)面的溫度梯度（在相同泵浦條

2、件下，以鍵合品體YVOa&Nd:YV04替代Nd:YV04晶體，最大溫升可降低23.4％），減小了由端面變形和熱致溫度梯度引起的熱透鏡效應(yīng)，有利于激光器穩(wěn)定及高功率運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，鍵合工藝還可以獲得大尺寸的激光晶體，可以使很多性能優(yōu)異但生長尺寸受到限制的晶體重新煥發(fā)生機(jī)，使其產(chǎn)業(yè)化成為可能。再者，通過鍵合晶體，可以優(yōu)化激光器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，在被動(dòng)調(diào)Q激光器中應(yīng)用突出。
　　 因此，鍵合晶體在充分發(fā)揮激光晶體性能的作用中有

3、突出的貢獻(xiàn)，研究鍵合晶體的生產(chǎn)工藝和其激光性能，可以發(fā)現(xiàn)晶體的優(yōu)缺點(diǎn)，更好的發(fā)揮晶體的性能，實(shí)現(xiàn)高功率高質(zhì)量的激光輸出。研究不同工藝的鍵合晶體的激光性能，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)都具有指導(dǎo)意義。
　　 本論文對(duì)鍵合激光晶體進(jìn)行了系統(tǒng)研究，包括晶體毛坯的生長、晶體加工、鍵合晶體加工工藝、鍵合晶體的激光性能研究等一系列的內(nèi)容。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1.研究了Nd:YV04和Nd:YAG晶體的毛坯生長工藝，包括多品料合成、單晶生

4、長、降溫、退火等各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施原則和控制，以及毛坯質(zhì)量評(píng)價(jià)過程。并實(shí)際生長了多塊高質(zhì)量的Nd:YV04和Nd:YAG晶體毛坯。
　　 2.研究了Nd:YV04和Nd:YAG鍵合晶體的制作工藝，包括備毛坯料、基片切割、基片粗磨、基片拋光、基片檢測(cè)、光膠、升溫處理、光膠面檢測(cè)、鍵合晶體粗磨、鍵合晶體拋光、鍵合晶體端面檢測(cè)、鍍膜、鍵合晶體鍍膜檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，并在此基礎(chǔ)上制作了多塊鍵合晶體，包括單端鍵合YVOVNd:YV04品體、雙端鍵

5、合YV04/Nd:YV04/YV04、單端鍵合YAG/Nd:YAG晶體等。
　　 3.通過具體實(shí)驗(yàn)分析，研究了鍵合晶體在減弱熱效應(yīng)的影響、提高激光輸出性能的效果，包括進(jìn)行鍵合Nd:YAG晶體產(chǎn)生1123nm激光的研究，并與非鍵合Nd:YAG晶體的性能進(jìn)行比較：研究單端鍵合Nd:YV04晶體的激光性能，包括兩部分內(nèi)容，首先是對(duì)鍵合Nd:YV04晶體產(chǎn)生1064nm激光的研究，其次是該晶體產(chǎn)生1085nm激光的研究：對(duì)LD端泵情況下

6、單端鍵合Nd:YV04晶體的熱焦距進(jìn)行了測(cè)量；用單端鍵合Nd:YV04晶體作為激光增益介質(zhì)，進(jìn)行了內(nèi)腔式KTiOAs04(KTA)光參量振蕩器(OPO)的研究，實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)換效率的3.5微米中紅外激光輸出；對(duì)雙端鍵合Nd:YV04晶體的激光性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)中采用LD雙端泵浦，以提高激光輸出功率，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.首次用鍵合Nd:YAG晶體產(chǎn)生1123nm激光，并獲得