Nd3+摻雜氟化鈣無序晶體的激光器研究.pdf

1、Nd摻雜的新型無序晶體具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)機(jī)械性質(zhì)，近年來受到了人們的廣泛關(guān)注。與普通的Nd摻雜單晶激光介質(zhì)相比，無序結(jié)構(gòu)導(dǎo)致晶體具有更大的非均勻加寬，增大了該類晶體的吸收光譜和發(fā)射光譜范圍，因此在超短脈沖激光產(chǎn)生中具有極大的吸引力。
　　以 CaF2為基底的Nd,Y:CaF2無序晶體具有較高的損傷閾值以及較好的熱導(dǎo)率，并且很容易生長(zhǎng)成大尺寸，因此是一種能夠產(chǎn)生高功率和超短脈沖的優(yōu)良增益介質(zhì)。新型無序晶體 Nd,La:CaF2

2、和 Nd,Sc:CaF2與 Nd,Y:CaF2具有類似的光學(xué)、機(jī)械以及熱力學(xué)等特性，具有較長(zhǎng)的熒光壽命，較大的受激發(fā)射截面以及可用半導(dǎo)體二極管激光器直接泵浦等優(yōu)點(diǎn)。本論文主要研究半導(dǎo)體二極管泵浦的Nd,Y:CaF2無序晶體的被動(dòng)鎖模激光器以及新型無序晶體 Nd,La:CaF2和 Nd,Sc:CaF2連續(xù)激光性質(zhì)的研究；其次與合作單位聯(lián)合設(shè)計(jì)了一個(gè)研究聚合物薄膜孔均勻性的測(cè)量系統(tǒng)并測(cè)量了不同參數(shù)聚合物薄膜的均勻性。具體內(nèi)容如下：
　

3、　（1）進(jìn)行了二極管泵浦Nd,Y:CaF2的被動(dòng)鎖模實(shí)驗(yàn)研究。以摻雜濃度為0.5％Nd，10％Y：CaF2的增益介質(zhì)在3.5 W的激光泵浦下，利用0.8％輸出耦合鏡獲得了340 mW的連續(xù)激光輸出，對(duì)應(yīng)的光光轉(zhuǎn)換效率為9.7％，輸出的激光中心波長(zhǎng)在1063 nm處。通過SESAM被動(dòng)鎖模，在3.5 W的LD激光泵浦下輸出連續(xù)鎖模平均功率為150 mW，重復(fù)頻率為92 MHz，測(cè)量此時(shí)的光譜寬度為6.5 nm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Nd,Y:CaF

4、2無序晶體是一種優(yōu)良的超快激光材料，有望獲得高功率及大能量的脈沖激光運(yùn)轉(zhuǎn)。
　?。?）開展了790 nm激光二極管泵浦Nd,La:CaF2和Nd,Sc:CaF2晶體激光性質(zhì)的研究。實(shí)驗(yàn)詳細(xì)比較了摻雜不同濃度La3+和Sc3+的Nd:CaF2晶體的吸收性質(zhì)和輸出激光特性。在5 W的泵浦功率下，利用0.5 at.％Nd3+,5 at.％La3+:CaF2和0.5 at.％Nd3+,3 at.％ Sc3+:CaF2分別獲得了1.1 W和

5、0.64 W的連續(xù)激光輸出，斜效率分別為23％和12.8％，閾值泵浦功率僅為10 mW。實(shí)驗(yàn)表明，新型Nd,La共摻和Nd,Sc共摻的CaF2晶體是一種可用于二極管泵浦且可獲得高功率高效率激光輸出的激光介質(zhì)。相關(guān)研究已被光子學(xué)報(bào)（EI）接收。
　?。?）自主設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量聚合物薄膜孔均勻性的測(cè)試系統(tǒng)。具有不同孔徑尺寸和密度的PET/PC薄膜在航天、化學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，而精確測(cè)量不同尺寸和孔密度薄膜的均勻性是首要基礎(chǔ)。本文利