江蘇提拉法生長YbYAG晶體好不好

來源: 發(fā)布時間:2022-06-10

在不斷優(yōu)化設(shè)備激光加熱系統(tǒng),調(diào)整生長參數(shù)的基礎(chǔ)上,成功制備出直徑約0.2 mm長710 mm YbYAG單晶光纖,LHPG單晶光纖生長爐設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。該YbYAG單晶光纖長徑比>3000,且直徑波動在±5%以內(nèi),是迄今為止在國內(nèi)外見諸報道的同類單晶光纖中較高的長徑比,且表現(xiàn)出一定的可彎折柔韌特性,在機(jī)械性能上已具備光纖的特征。YbYAG晶體,具有尺寸大,缺陷密度低,利用率高,成本低等優(yōu)點(diǎn)。Yb3 + 離子摻雜YAG 晶體( Yb: YAG) 作為一種性能優(yōu)良的激光晶體已廣泛應(yīng)用于高效、高功率激光領(lǐng)域。YbYAG晶體具有量子效率高,無激發(fā)態(tài)吸收和上轉(zhuǎn)換。江蘇提拉法生長YbYAG晶體好不好

YbYAG晶體的優(yōu)勢:1、光學(xué)品質(zhì)優(yōu)良。2、斜率效率高。3、激光上能級無激發(fā)態(tài)自吸收和上轉(zhuǎn)換。4、吸收線寬。5、熱導(dǎo)性能和機(jī)械性能好。6、能方便的用InGaAs二極管泵浦。YbYAG是一種在釔鋁石榴石晶體中摻有三價離子的激光晶體,可發(fā)射1030 nm近紅外激光。YbYAG晶體具有量子效率高,無激發(fā)態(tài)吸收和上轉(zhuǎn)換,高濃度耐受性,熒光壽命長,吸收帶寬,發(fā)射范圍寬,光學(xué),機(jī)械和熱學(xué)性能強(qiáng)等特點(diǎn)。在高效率,高功率二極管泵浦固態(tài)激光器中的潛在應(yīng)用。山西提拉法生長YbYAG晶體參數(shù)大芯層尺寸YbYAG晶體波導(dǎo)激光器及確定芯層尺寸的方法,屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

NdYAG和YbYAG是石榴石結(jié)構(gòu)鋁酸鹽激光晶體體系,具有優(yōu)良的激光性能,適合LD泵浦,是國內(nèi)外全固態(tài)激光器主要工作物質(zhì),是激光晶體研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。Nd/YbYAG激光晶體是一種新型激光工作物質(zhì),在民用等領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。YbYAG晶體更適合激光二極管泵浦激光系統(tǒng),YbYAG晶體可輸出0.94μm激光,與傳統(tǒng)的NdYAG晶體相比。YbYAG晶體具有更大的吸收帶寬,更長的上能級壽命,3-4倍更低的單位泵浦功率熱負(fù)荷。YbYAG晶體不適合傳統(tǒng)的摻釹激光系統(tǒng)的泵浦結(jié)構(gòu)。

大芯層尺寸YbYAG晶體波導(dǎo)的設(shè)計(jì),采用無膠鍵合(AFB)技術(shù)制備的晶體波導(dǎo)具有良好的模式限制作用。在考慮模式競爭的情況下,對晶體波導(dǎo)的單橫模條件進(jìn)行計(jì)算,得出在芯層材料為原子數(shù)分?jǐn)?shù)為1%的YbYAG,內(nèi)包層材料為原子數(shù)分?jǐn)?shù)為0.5%的ErYAG中,芯層和內(nèi)包層的單橫模厚度范圍。計(jì)算結(jié)果表明芯層厚度上限可以增大為傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的1.79倍,為同時實(shí)現(xiàn)大模場面積和單橫模輸出提供了理論支持。通過實(shí)驗(yàn)制備出芯層尺寸為320μm×400μm的大芯層尺寸YbYAG晶體波導(dǎo),并將該晶體波導(dǎo)作為增益介質(zhì)搭建了晶體波導(dǎo)激光器,得到了1030nm激光輸出,其較高輸出功率為26 W,斜率效率為31.5%,此時光束質(zhì)量因子為Mx2=1。YbYAG是一種在釔鋁石榴石晶體中摻有三價離子的激光晶體。

YbYAG晶體的優(yōu)勢:1、高斜率效率。2、高光學(xué)質(zhì)量。3、熱導(dǎo)率高,機(jī)械強(qiáng)度高。4、無激發(fā)態(tài)吸收和上轉(zhuǎn)換。5、單位泵浦功率產(chǎn)生的熱負(fù)荷比NdYAG晶體低。6、二極管泵浦吸收帶寬約8nm@940nm,適合常用的高功率InGaAs激光二極管(波長940nm或970nm)泵浦。在YbYAG晶體中發(fā)現(xiàn)濃度猝滅現(xiàn)象,對猝滅機(jī)制進(jìn)行了分析研究。指出退火前晶體的熒光濃度猝滅現(xiàn)象主要由Yb2+、色心和由此產(chǎn)生的晶格畸變所致。高摻雜濃度時痕量稀土雜質(zhì)離子的存在也將導(dǎo)致濃度猝滅.確定了YbYAG晶體中Yb3+的理想摻雜濃度。高摻雜濃度時痕量稀土雜質(zhì)離子的存在也將導(dǎo)致濃度猝滅,確定了YbYAG晶體中Yb3+的理想摻雜濃度。江蘇提拉法生長YbYAG晶體好不好

YbYAG晶體激光上能級無激發(fā)態(tài)自吸收和上轉(zhuǎn)換。江蘇提拉法生長YbYAG晶體好不好

YbYAG激光晶體雙色熒光現(xiàn)象的研究,yb~(3+)的電子構(gòu)型只有一個基態(tài)和激發(fā)態(tài),無激發(fā)態(tài)吸收和上轉(zhuǎn)換,YAG有優(yōu)良的機(jī)械性能,Yb~(3+)離子吸收帶寬,能與InGaAs二極管泵浦源有效的耦合,可以實(shí)現(xiàn)高濃度的摻雜,使YbYAG晶體成為一種有前景的晶體。本文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面: 1、簡述了LD泵浦的摻Y(jié)b~(3+)全固態(tài)激光器的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了LD泵浦固體激光器的兩種主要耦合方式:端面泵浦和側(cè)面泵浦。 2、詳細(xì)討論了YbYAG激光晶體的光學(xué)和物理特性。詳細(xì)討論了稀土離子的發(fā)光機(jī)制。 3、在半導(dǎo)體InGaAs激光激發(fā)YbYAG晶體的熒光中,有一組位于460~494 nm的可見熒光。江蘇提拉法生長YbYAG晶體好不好

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