收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双钨酸盐KRE_xYb_(1-x)(WO_4)_2激光晶体的研究

张莹  
【摘要】:双钨酸盐KRExYb1-x(WO4)2是一类低对称、多波长、可调谐激光晶体,具有掺杂浓度高、荧光猝灭小、转换效率高、阈值低、稳定性好等优点,可实现激光器的全固化、小型化和集成化,广泛应用于人眼安全、光通讯、医疗、遥感等领域。本文通过大量的实验工作,对KRExYb1-x(WO4)2 (RE=Nd3+,Er3+,Tm3+,Ho3+-Tm3+)激光晶体的生长、结构、物理性能、缺陷、光谱及激光性能进行了系统的研究。 采用顶部籽晶提拉法(TSSG)和泡生法(Kyropoulos)生长了KNd0.05Yb0.95(WO4)2,KEr0.1Yb0.9(WO4)2,KTm0.1Yb0.9(WO4)2,KHo0.04Tm0.06Yb0.9(WO4)2激光晶体。对两种生长方法的优缺点进行了比较。 采用X射线单晶衍射仪研究了KRExYb1-x(WO4)2晶体的结构。KRExYb1-x(WO4)2晶体是由WO6,REO8和KO12三种基团组成,W2O10二聚体通过WOW单氧桥相连,在平行于c轴方向上形成(W2O8)。多重带。REO8和KO12多面体共顶相连,沿[101]和[110]方向形成了具有二维层结构的延长带。X射线粉末衍射分析表明:4种晶体具有低温β相KRExyb1-x(WO4)2结构,属于单斜晶系,空间群C2/c,计算了晶胞参数、晶粒尺寸和结晶度。测试了4种晶体的振动光谱,对各个峰值的红外和拉曼活性及分子振动情况进行了归属,进一步验证了晶体中WO6原子基团及单氧桥(WOW)和双氧桥(WOOW)的存在。 对4种晶体进行了差热—热重分析,分别获得了熔点和相转变温度。表征了晶体的密度、折射率、分凝系数等物理性能。 采用光学显微镜观察了KNd0.05Yb0.95(WO4)2晶体的微裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶、包裹物等缺陷。利用扫描电镜对KEr0.1Yb0.9(WO4)2晶体的包裹体、负晶、生长条纹、生长丘、台阶、扇形界、孪晶等缺陷进行了观察分析。采用侵蚀法观察了KTm0.1Yb0.9(WO4)2晶体样品的位错侵蚀坑。归纳了KRExYb1-x(WO4)2晶体缺陷产生的原因,提出了减少缺陷的措施。 测试了4种晶体的吸收及荧光光谱,计算了光谱参数。合理地解释了KNd0.05Yb0.95(WO4)2晶体中Nd3+和Yb3+离子之间能量传递过程;确定了Yb3+离子在KNd0.05Yb0.95(WO4)2晶体中Stark分裂位置。1067nm处的受激发射截面为10.72×10-20cm2,4F3/2能级的荧光寿命为196.33μs。KEr0.1Yb0.9(WO4)2晶体主发射峰1533nm处的半高宽为55nm,受激发射截面为3.47×10-20cm2。KTm0.1Yb0.9(WO4)2晶体主发射峰1762nm处受激发射截面为2.93×10-20cm2,半高宽为98nm,荧光寿命为3.51ms。根据Tm3+—Ho3+—Yb3+离子能级图,讨论了产生1750~2200nm荧光发射的3种能量传递方式。计算了主峰2030nm处受激发射截面为3.47×10-20cm2。 研究了室温下LD泵浦KNd0.05Yb0.95(WO4)2晶体的连续激光输出特性。当泵浦波长808nm,泵浦功率900mW时,输出波长1067nm,输出功率305mW,激光阈值230mW,光—光转换效率33.9%,斜效率46.8%。室温下LD泵浦KEr0.1Yb0.9(WO4)2晶体激光测试结果表明:当泵浦波长为980nm时,随着输出耦合镜透过率的增加,输出波长呈递减趋势,阈值功率呈递增趋势。当输出耦合镜透过率为3%时,输出波长为1538nm,获得了最大的光—光转换效率37.5%和斜效率47.3%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 国义;;激光晶体(1976年)[J];激光与红外;1978年09期
2 李学千;;国外激光晶体的新进展(下)[J];激光技术;1986年04期
3 桂尤喜;激光晶体研究与进展[J];激光与红外;1994年04期
4 卢贵武,夏海瑞,孟宪林,刘雪松,杨卫兵;掺Nd锆石类激光晶体的Raman光谱研究[J];物理学报;2002年02期
5 ;掺钕钇铝石榴石激光晶体生产技术[J];仪表技术与传感器;1977年03期
6 李其康,翟清永;高效率多掺杂YAG激光晶体的光谱研究[J];人工晶体学报;1985年Z1期
7 刘建成;高稀土浓度激光晶体结构和离子置换[J];中国激光;1986年09期
8 臧竞存,武少华,张克从;ZnWO_4∶Cr~(3+)激光晶体在固体介质中退火处理[J];人工晶体学报;1992年02期
9 苏静,张庆礼,殷绍唐;YSGG系列晶体及激光器的研究进展[J];人工晶体学报;2005年04期
10 武安华;徐军;陈红兵;侍敏莉;;氟化物激光晶体及其在固体激光器中的应用[J];激光与红外;2009年01期
11 杨频;;晶型和键型的过渡——ABO_3型和ABO_4型晶体[J];科学通报;1976年Z1期
12 范福昌,陈义金,金德荣,于素蓉;LiF(F_2,F_2~+,F_2~-)色心激光晶体的生长[J];人工晶体学报;1985年Z1期
13 许玉增,姜玲章;激光晶体LiNd_(0.5)La_(0.5)P_4O_(12)的晶体缺陷与晶体生长的关系[J];人工晶体学报;1985年Z1期
14 朱筱春;曹根娣;张位在;王海龙;;Pb_(1-x)Sn_xTe和Pb_(1-y)Sn_ySe激光晶体[J];中国激光;1985年01期
15 邱元武,祝继康;激光晶体的X_α研究Ⅲ—MgF_2:V~(2+)的电子结构[J];化学物理学报;1988年03期
16 金维睦,王首佳,祁红斌;激光晶体折射率涨落谱密度[J];四川师范大学学报(自然科学版);1989年03期
17 金维睦,王首佳,祁红斌,张廷蓉;激光晶体的光散射实验研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);1989年02期
18 姚鸿康,张永红,薛守文,顾文仙,褚志民;Nd:MgO:LiNbO_3晶体的生长技术及应用[J];激光与红外;1992年06期
19 姜腾雨,陈熙基,张华,张风香,田惠琴,韩淑英,李玉明,殷绩民;大尺寸Nd:YAG晶体生长技术[J];激光与红外;1992年06期
20 徐军,邓佩珍,王四亭,钟鹤裕,陈杏达,干福熹;Cr,Ca:YAG晶体中Cr~(4+)的吸收和退火特性[J];中国激光;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 涂朝阳;王燕;游振宇;李坚富;朱昭捷;吴柏昌;;激光晶体Ca_3Y_2(BO_3)_4:Tm~(3+)的生长与光谱特性[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
2 张志斌;官周国;谢秋香;徐伟;;Er:Yb:KGW激光晶体的生长[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
3 潘尚可;武安华;徐家跃;王国富;;超快激光晶体Yb:Ba_3Gd(BO_3)_3的生长和光谱性质[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
4 莫小刚;王永国;何战斌;朱建慧;徐学珍;桂尤喜;王克强;;大尺寸掺钕和掺铥铝酸钇激光晶体的生长和退火技术[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
5 王海丽;陈建荣;承刚;沈德忠;;Er,Yb:KGd(WO_4)_2激光晶体的生长及光学性能研究[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
6 张连翰;杨锡林;何晓明;何明珠;杭寅;;Nd:Lu_(1/3)Gd_(1/3)Y_(1/3)VO_4激光晶体的生长和性能研究[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
7 臧竞存;邹玉林;;中红外激光晶体及激光器研究进展[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
8 龚兴红;林炎富;陈雨金;谭奇光;罗遵度;黄艺东;;Nd~(3+):Li_6Gd(BO_3)_3激光晶体的生长和光谱特性[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
9 张庆礼;孙敦陆;苏静;邵淑芳;殷绍唐;;Er:YSGG激光晶体生长及结构[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
10 周国清;司继良;王静雅;李小清;;高FOM值掺钛蓝宝石激光晶体[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张莹;双钨酸盐KRE_xYb_(1-x)(WO_4)_2激光晶体的研究[D];长春理工大学;2011年
2 丛恒将;几种重要激光晶体的生长与物性研究[D];山东大学;2010年
3 林海;稀土掺杂钨酸钆钠激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2011年
4 徐民;Nd_xLu_(1-x)VO_4系列激光晶体的生长及其性能研究[D];山东大学;2011年
5 张计划;过渡金属掺杂激光晶体的能隙调制与光性质研究[D];湘潭大学;2013年
6 高磊;近化学计量比铌酸锂晶体生长与性质研究[D];山东大学;2006年
7 郭怀新;板状Nd:YAG激光晶体水平定向结晶法生长机理与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 张纪平;先兆性铁电晶体和可调谐激光晶体中过渡金属离子光谱的压力与温度效应的理论研究[D];四川大学;2002年
9 张学建;掺镱钇铝石榴石激光材料[D];长春理工大学;2009年
10 张园园;无序黄长石ABC_3O_7系列晶体的生长和性质表征[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁秀梅;掺稀土(Pr,Sm)KLu(WO_4)_2激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2011年
2 樊素;圆截面激光晶体热变形的弹性力学分析[D];西安建筑科技大学;2010年
3 杨健佼;掺稀土(Dy,Tb):KYb(WO_4)_2激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2010年
4 任丽;板条状激光晶体热变形的弹性力学分析[D];西安建筑科技大学;2010年
5 董武威;脉冲激光二极管泵浦激光晶体时变温场特性研究[D];西安建筑科技大学;2010年
6 李黎婷;掺杂GdVO_4激光晶体的生长与表征[D];福州大学;2003年
7 吴叶青;掺Yb复合氟化物激光晶体的研究[D];宁波大学;2012年
8 白洪瑞;铒铬双掺锗酸钙激光晶体生长与光谱性能[D];长春理工大学;2012年
9 董仲伟;Yb:LiYF_4激光晶体生长与性能研究[D];长春理工大学;2011年
10 牛荣莲;掺镱钨酸盐晶体的激光热效应研究[D];山东师范大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;长春应化所新波段激光晶体研制进入国际前沿[N];中国高新技术产业导报;2003年
2 ;我校新引进教授、研究员简介(2009·4)[N];新清华;2009年
3 ;优质掺钕钒酸钇激光晶体生长与开发项目通过鉴定[N];中国有色金属报;2003年
4 国家新材料产业发展战略咨询委员会委员 戚立昌;日、美、西欧新材料产量技术比较[N];中国电子报;2002年
5 ;是什么卡了我们的脖子(27日)[N];科技日报;2001年
6 刘莉 赵雪;“种”出美丽晶体[N];科技日报;2004年
7 符宗海;郑茂清关注稀土所发展[N];中国有色金属报;2002年
8 本报记者 刘碧玛 实习生 李世英;关键是保持优势 出路在形成规模[N];科技日报;2003年
9 东山;我国人工晶体产业发展须形成规模[N];中国有色金属报;2003年
10 宋志平(北新集团董事长);“两高一大”营造北新材料园[N];中国建材报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978