新型紫外可調(diào)諧激光材料氟化物晶體生長與性能的研究.pdf

1、該文報告了以解決氟化物激光晶體的生長難題、鑭系離子在氟化物晶體中的分凝規(guī)律、摻稀土離子的氟化物晶體紫外光譜特性及其激光特性的研究為目的進行的一系列晶體生長工藝實驗、化學(xué)成分分析、光譜測試和激光實驗得到的研究結(jié)果.采用提拉法在不同加熱系統(tǒng)中和不同生長氣氛下進行了LiCaAlF<,6>(氟鋁鈣鋰)類型晶體和LiYF<,4>(氟化釔鋰)類型晶體生長的實驗,并深入探討了在晶體生長過程中在晶體內(nèi)部和表面上形成某些缺陷的原因.為了獲得高質(zhì)量的氟化物

2、晶體,抑制原材料的氧化和揮發(fā),選擇適當(dāng)?shù)臏囟忍荻?以及生長過程的穩(wěn)定控制,是晶體生長過程中不可忽視的三要素.報告了Ce<'3+>在氟鋁鈣鋰型和氟化釔鋰型兩種晶體中的分凝系數(shù)以及鑭系離子在LiYF<,4>晶體中的有效分凝系數(shù)的測試結(jié)果和計算結(jié)果.從離子半徑和晶胞畸變的角度,討論了鑭系+3價離子在LiYF<,4>晶體中有效分凝系數(shù)隨離子半徑變化的原因,以及摻入離子在兩類晶體中的占位問題.報告了Ce<'3+>在這些晶體中紫外光譜.Ce<'3+

3、>:LiYF<,4>在190--310nm波長范圍內(nèi),比Ce<'3+>:LiLuF<,4>有更連續(xù)展寬的吸收帶,Ce<'3+>的吸收帶展寬是由于Ce<'3+>在LiYF<,4>晶體中替代三價離子位造成的畸變比在LiLuF<,4>晶體中替代三價離子位造成的畸變程度大,導(dǎo)致離子的能級分裂大造成的.Ce<'3+>:LiSr<,0.8>Ca<,0.2>AlF<,6>在240--280nm波長范圍內(nèi),比Ce<'3+>:LiSrAlF<,6>、Ce

4、<'3+>:LiCaAlF<,6>有更連續(xù)展寬的吸收帶.吸收帶展寬的主要原因是在LiSr<,0.8>Ca<,0.2>AlF<,6>晶體中Ce<'3+>替代的二價位有多樣性.從大尺寸晶體生長的難度和紫外可調(diào)激光器的應(yīng)用的角度看,Ce<'3+>:LiCaAlF<,6>是適合于制作功率較大的紫外可調(diào)激光器的材料.使用Q開關(guān)-Nd:YAG激光器4倍頻激光泵浦,得到輸出波長為289nm、重復(fù)頻率為10Hz、輸出功率為30.5mJ、斜效率為39％的