一、闪光灯泵浦Nd~(3+):GGG 激光特性研究（论文文献综述）
孙政达[1]（2021）在《Er,Pr:YLF、Er:LLF和Er:YAP晶体2.7μm波段激光特性研究》文中指出2.7μm波段中红外激光在激光医疗、大气监测、遥感探测、激光雷达等领域具有广泛且重要的应用价值,是当前中红外激光领域研究的热点。随着全固态激光技术的迅猛发展和稀土离子掺杂激光晶体材料制备工艺技术的日益成熟,976 nm半导体激光器（LD）泵浦Er3+离子掺杂激光晶体（4I11/2→4113/2跃迁）直接产生2.7μm中红外激光因具有结构紧凑、效率高、工作寿命长且运转方式多样化等优点,成为产生2.7μm中红外激光最有效的技术手段之一。本论文以Er,Pr:YLF、Er:LLF和Er:YAP晶体为研究对象,探索了Pr3+离子的引入对Er3+离子2.7 μm中红外光谱特性的影响,研究了上述三种晶体2.7μm波段连续波激光特性,并针对Er:YAP晶体2.7 μm的脉冲激光特性进行了探索。主要内容如下:1.介绍了 2.7 μm波段中红外激光在生物医疗、气体探测等领域的应用及目前产生2.7μm波段中红外激光主要的技术手段,重点介绍了掺Er3+晶体固体激光器的研究进展,指出了当前技术方面存在的瓶颈以及亟待解决的问题。基于2.7μm波段基质材料和稀土激活离子,分析了共掺离子及低声子能量基质材料对Er3+子掺杂晶体性能提升的可行性。最终对本论文的主要研究内容进行了总结。2.对Er,Pr:YLF和Er:LLF晶体的光谱特性进行了测试、分析。结果表明共掺Pr3+离子可以有效地“去活”Er3+:4I13/2激光下能级寿命,低声子能量基质材料也有利于低掺杂浓度下Er3+:4I11/2→4I13/2能级跃迁;利用J-O理论和F-L公式计算了Er,Pr:YLF和Er:LLF晶体的发射截面,证明了两种晶体作为2.7 μm波段中红外激光晶体的潜力。3.开展了 LD端面泵浦Er,Pr:YLF、Er:LLF和Er:YAP晶体2.7μm波段连续波激光特性的研究。在对泵浦过程中产生的热效应进行详细分析的基础上,系统研究了上述几种晶体的连续波激光特性,分析了其在高功率高效率中红外激光中应用的潜力。最终利用Er:YAP晶体实现了输出功率最高为849 mW,斜效率最高为16.8%的2.71 μm的连续波激光运转。4.对LD端面泵浦Er:YAP晶体2.7μm波段脉冲激光特性进行了研究。针对传统闪光灯侧面泵浦方式存在的光束质量差、效率低、结构复杂等缺点,提出利用脉冲LD端面泵浦Er:YAP晶体,实现了高效率、高光束质量的2.7 μm的微秒脉冲激光输出。结合半导体饱和吸收镜（SESAM）被动调Q技术,在脉冲模式泵浦的情况下实现了效率为16.8%、脉宽为774.4 ns的被动调Q激光输出;随后研究了石墨烯、二碲化钼等2D材料饱和吸收体在2.7 μm波段的脉冲调制性能;其中,利用二碲化钼实现了 64.85 ns的最窄脉宽输出。5.分析整理了论文的研究内容及创新点,指出论文中的不足及后续有待研究之处。
关晨[2]（2021）在《翠绿宝石全固态激光器研究》文中指出近红外波段700～800nm宽带可调谐激光光源在医疗、雷达、显微等领域都有着广泛的应用。翠绿宝石晶体的发射波长调谐范围为701～858 nm,是一种在700～800 nm近红外波段性能优良的宽带可调谐激光增益介质和激光放大介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽宽以及热机械性能优良等特点;同时通过单次倍频即可获得350～400 nm波段紫外激光,能极大拓展小型的翠绿宝石固体激光器在军事等领域的应用。除传统的闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管（Laser Diode,LD）、红光LD、绿光激光器、黄光激光器等多种可见光光源进行泵浦。随着高功率红光LD技术的成熟及其商业化应用,利用638 nm红光LD泵浦的翠绿宝石激光器逐渐成为全固态激光领域的研究热点。另外,590 nm黄光激光器作为翠绿宝石晶体的泵浦源,其波长恰好处于翠绿宝石晶体b轴吸收谱线峰值处,具有最大的吸收系数,而且590 nm黄光激光器亮度高,更容易获得具有低阈值、高功率的翠绿宝石激光输出。因此,基于红光LD和黄光激光器泵浦的全固态翠绿宝石激光器研究,具有重要的科学意义。1.4μm波段激光器作为人眼安全波段激光器的重要成员,在激光医疗、测距等领域都有巨大的应用价值。另外,1.4 μm波段激光器通过单次倍频可以得到0.7μm的激光,是获得700～800 nm近红外波段激光输出的有效方法之一。目前,研究者们通常使用具有优良物理和化学特性的掺Nd3+离子激光晶体充当激光增益介质来获得1.4 μm激光输出,如Nd:YAG、Nd:YAG陶瓷等。因此,作为新型晶体的Nd:LuAG混晶在1.4 μm人眼安全波段的研究具有重大意义。本论文主要基于翠绿宝石激光增益介质,首先对其晶体特性进行了详细的研究,然后分别使用高亮度光纤耦合输出红光LD、高功率光纤耦合输出红光LD、基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器以及589 nm全固态高亮度黄光激光器作为泵浦源,系统开展了对翠绿宝石激光器的温度调谐特性、波长调谐特性以及调Q激光特性等方面的研究,旨在实现高性能的翠绿宝石全固态激光输出。另外,基于Nd:LuAG新型混晶,开展了 LD端面泵浦的、输出激光中心波长为1442.6 nm的连续光与被动调Q脉冲光输出特性研究。本文具体研究内容如下:1.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的温度调谐特性研究。在短腔翠绿宝石激光器中,水平偏振吸收泵浦功率为4.55 W时,实现了最大输出功率1.11 W、斜效率为37.7%的连续翠绿宝石激光输出;并通过调谐翠绿宝石晶体的温度,可以成功实现对输出激光的中心波长调谐,当使用R=99%反射率的输出镜,晶体温度从7℃变化到70℃时,对应的激光波长调谐变化范围为753.98～773.4 nm。2.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的自调Q激光特性研究。采用短腔和W型两种谐振腔结构,通过对谐振腔进行仔细调节,均实现了稳定的自调Q激光输出;在短腔结构中,获得了脉冲宽度约为409 ns、重复频率约为182.6 kHz、平均输出功率约为657 mW的自调Q激光;在W型结构中,实现的自调Q脉冲宽度约为4.36 μs,重复频率约为12.17kHz,输出平均功率约为560 mW。3.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,开展了翠绿宝石激光器的波长调谐特性研究。采用Ⅴ型谐振腔,利用厚度为0.5 mm的双折射滤光片（Birefringent Filter,BRF）作为调谐元件,在20℃和60℃两种晶体温度下,分别实现了波长可调谐范围为 721.9～786.5 nm（64.6 nm）和 731.8～797.6 nm（65.8 nm）的翠绿宝石激光输出。在普克尔盒电光调Q翠绿宝石激光特性研究中,使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF作为起偏器,实现了窄线宽、波长调谐范围为735.2～787.9 nm的电光调Q激光输出;使用偏振片（Beam Polarizer,BP）和厚度为6 mm的BRF作为起偏器,通过精细调节,首次实现了基于翠绿宝石晶体的双波长电光调Q激光输出,对应的波长分别为744.4 nm&767.4 nm和 751.1 nm&761.8 nm。4.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了高功率红光LD单端泵浦的翠绿宝石连续激光特性研究。在最大水平偏振吸收泵浦功率25 W下,获得了最大输出功率为6.4 W的翠绿宝石连续激光输出。基于两台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了高功率红光LD双端泵浦的翠绿宝石激光特性研究。采用对称U型谐振腔结构,在最大水平偏振吸收泵浦功率50 W下,获得了平均输出功率为10.5 W的760 nm可见光波段激光输出,光光转换效率为20%,这是目前国内利用红光LD泵浦翠绿宝石晶体实现的最高输出功率。5.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,利用普克尔盒电光调Q技术,开展了高功率翠绿宝石激光器的波长可调谐及单波长电光调Q、腔倒空调Q激光特性研究。当使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF时,实现了窄线宽、波长调谐范围为728.32～793.27 nm的电光调Q激光输出,其中,当电光调Q的重复频率设置为10 kHz,谐振腔工作在特殊波长755 nm和744 nm下,最终可实现的最大调Q平均输出功率分别为1160 mW和610 mW,脉冲宽度为961 ns和962 ns;当使用偏振片BP作为起偏器时,在重复频率10 kHz下,实现了中心波长为767.12 nm、输出功率600 mW、最短脉冲宽度919 ns的电光调Q激光输出;同时,基于偏振片BP,实现了脉冲宽度为10.2 ns、输出功率为167 mW的腔倒空调Q短脉冲激光输出。6.基于单台40 W高功率光纤耦合输出红光LD,开展了基于SESAM的翠绿宝石被动调Q激光输出特性研究。采用长度为1.54 m的W型谐振腔,在泵浦功率为24 W下,实现了最大平均输出功率为1004 mW、重复频率为33 kHz、脉冲宽度为5.87 μs的750 nm被动调Q激光输出,为国际上首次实现基于SESAM的瓦量级翠绿宝石被动调Q激光输出。7.基于单台掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器作为泵浦源,开展了翠绿宝石的高效率单波长、可调谐波长激光特性研究。在短腔结构中,589 nm最大泵浦功率7.7 W下,实现了最高输出功率为2.51 W、斜效率高达41%的翠绿宝石连续激光输出,这是首次利用589 nm黄光激光器作为泵浦源实现翠绿宝石激光输出。在V型腔中,利用1 mm厚度的BRF,实现了727.2～787.3 nm的连续波长调谐范围;同时,利用6 mm厚度的BRF实现了最大输出功率为1.8 W、输出波长为755.2 nm&764.2 nm的双波长激光输出。基于单台589 nm全固态高亮度黄光激光器作为泵浦源,首次开展了黄光激光器泵浦的翠绿宝石电光调Q激光输出特性研究。在X型腔中,使用偏振片BP作为起偏器,在最大泵浦功率为3.4 W,电光调Q的重复频率设置为10 kHz时,可以实现最短脉冲宽度为721 ns、输出功率为176 mW的763.04 nm电光调Q激光输出。8.基于Nd:LuAG新型混晶,开展了 LD端面泵浦的、输出激光中心波长为1442.6 nm的连续光与被动调Q脉冲光输出特性研究。当工作在连续激光状态时,泵浦吸收功率为11.1 W下,可获得的最大平均输出功率和对应的光光转换效率分别为1.83 W和16.5%。利用V3+:YAG作为可饱和吸收体,最终实现的被动调Q激光的最短脉冲宽度和单脉冲能量分别为72 ns和24.4 μJ。本文主要创新点如下:1.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,在短腔结构中实现了稳定的翠绿宝石激光器自调Q激光输出,获得的平均输出功率约为657 mW、重复频率约为182.6 kHz,脉冲宽度约为409 ns,此脉冲宽度是目前翠绿宝石自调Q激光器公开报道的最短的脉冲宽度。2.基于8 W高亮度光纤耦合输出红光LD,分别使用偏振片BP和厚度为6 mm的BRF作为起偏器时,首次实现了基于翠绿宝石晶体的双波长电光调Q激光输出,对应的波长分别为744.4nm&767.4 nm和751.1 nm&761.8nm。3.基于两台40W高功率光纤耦合输出红光LD,采用对称U型谐振腔结构,实现了功率高达10.5 W的翠绿宝石激光输出,这是目前国内利用红光LD泵浦的翠绿宝石激光器实现的最高输出功率。4.在红光LD泵浦的翠绿宝石电光调Q激光器中,首次使用厚度比为1:2:4的三片组合式BRF作为起偏器实现了线宽较窄、波长调谐范围较宽的电光调Q激光输出。当分别使用8 W高亮度光纤耦合输出红光LD和40 W高功率光纤耦合输出红光LD作为泵浦源时,获得的电光调Q波长调谐范围分别为735.2～787.9 nm 和 728.32～793.27 nm。5.基于单台40W高功率光纤耦合输出红光LD,在国际上首次实现了基于SESAM的瓦量级翠绿宝石被动调Q激光输出,获得的被动调Q激光对应的最大平均输出功率为1004 mW、重复频率为33 kHz。6.首次实现了基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589 nm高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石的高效率单波长、双波长以及宽带可调谐波长激光输出。另外,实现了基于单台589 nm全固态高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石电光调Q激光输出,对应的最大输出功率和最短脉冲宽度分别为176 mW和721 ns。7.首次实现了LD端面泵浦的基于Nd:LuAG新型混晶的1.44μm人眼安全波段连续光与被动调Q脉冲光输出。
聂鸿坤[3]（2020）在《Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究》文中提出3μn波段是大气的一个重要的传输窗口,对大雾、烟尘等具有较强的穿透能力,在海平面上传输时受到气体分子吸收和悬浮物的散射小。在军事上,红外制导导弹探测器的响应范围就在3-5 μm波段,针对红外导引头的光电对抗迫切需要该波段的激光光源;在民用领域,3-5 μm波段对应多数气体分子强吸收峰,因此在微量气体探测领域有着广泛的民用价值;在科学前沿领域,超强超短中红外波段激光可以产生高次谐波,实现高亮度、高对比度的阿秒光脉冲和中红外频率梳。另外,在医学上,3 μm波段中红外激光还可以开展疾病光谱诊断技术检测。因此,鉴于3μm波段中红外激光具有重要的应用背景和极大的需求空间,它已成为国防和民用竞相研究开发的热点领域。本论文以钬（Ho3+）,镨（Pr3+）共掺的氟化物晶体为研究对象,将晶体光谱特性和激光器设计相结合,在探索Pr3+离子引入对晶体光谱特性影响的基础上结合激光实验,研究Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3 μm波段连续波、调Q短脉冲和锁模超短脉冲的激光输出特性。具体研究内容如下:1.从3μm的应用需求出发,介绍了 3 μm波段激光在气体探测、激光医疗、材料加工、军事等方面的应用。总结了产生3 μm波段激光的主要技术手段。综述稀土离子掺杂的固体激光器研究进展,阐明目前面临的技术难点和存在的问题。进一步从3μm波段稀土激活离子和基质材料入手,分析了该波段稀土激活离子和基质材料的优化结合。最后总结了本论文的研究内容和意义。（第一章）2.对Ho,Pr:YLF晶体光谱特性进行分析。结果表明Pr3+离子的引入能够有效的“去活”Ho3+:5I7激光下能级寿命,实现3 μm波段激光上、下能级寿命的“反转”,有效的解决了 Ho3+掺杂晶体3 μm激光上能级寿命明显小于下能级寿命的问题。在光谱和能级寿命研究的基础上,结合J-O理论和F-L公式计算了 Ho,Pr:YLF晶体的发射截面和有效增益截面,分析了 Ho,Pr:YLF晶体产生3μm波段激光的可行性。（第二章）3.开展Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3 μm波段连续波激光特性的研究。从泵浦源的选择出发,对比、总结了几种不同泵浦方式在该波段的应用现状。实验中对比了半导体激光器和光纤激光器作为泵浦源对Ho,Pr:LLF晶体激光输出功率和效率的影响。针对3μm波段连续波固体激光器存在输出功率低（<1W）、高功率和高效率不能兼得等问题,对两种掺杂浓度Ho,Pr:YLF晶体的连续波激光特性进行研究,实现了最大输出功率为1.27 W,最高斜效率为28.4%的2.95μm连续波激光输出。结果表明Pr3+离子的引入能够突破激光振荡“自终止”这一“瓶颈”,实现高功率、高效率的连续波激光运转。考虑a切Ho,Pr:YLF晶体存在偏振吸收,同时双端泵浦方式能够改善晶体内热分布的均匀性,因此,进一步探索了 Ho,Pr:YLF晶体的输出功率,实现了 1.46 W的最大输出功率。借助棱镜调谐技术,研究了 Ho,Pr:LLF晶体调谐激光特性,高的输出功率和宽的连续调谐范围表明Ho,Pr:LLF晶体具有实现超快激光运转的潜力。（第三章）4.开展Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3μm波段调Q激光特性的研究。基于不同的Q开关技术,分别在Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体中实现了纳秒调Q激光运转。针对3μm波段现有电光调Q激光器存在光束质量差、重复频率低的问题,提出利用铌酸锂电光Q开关加双端泵浦的方案,实现了高重复频率、高光束质量的纳秒脉冲激光输出。在被动调Q脉冲激光实验中,利用半导体饱和吸收镜（SESAM）作为调制元件,实现了 395 ns的脉冲激光输出。探索了新型二维材料（石墨烯、黑磷、二硒化钛）作为饱和吸收体在3 μm波段的脉冲调制潜力。（第四章）5.开展Ho,Pr:LLF晶体3μm波段锁模激光特性的研究。从锁模技术出发,结合目前3 μm波段超快激光器的最新进展,指出目前3 μm波段固体激光器实现锁模运转面临的困难。在激光实验中,结合论文前面章节对Ho,Pr:LLF晶体高功率和宽调谐激光特性的研究,重点研究Ho,Pr:LLF晶体连续波锁模激光特性。（第五章）6.从Ho3+,Pr3+共掺氟化物晶体3μm波段晶体光谱特性,连续波、脉冲激光特性等方面对论文的研究内容和创新点归纳总结并指出论文的不足和有待深入研究之处。（第六章）
马聪宇[4]（2020）在《2-3μm波段CNGS类激光晶体的探索及物化性能研究》文中认为伴随着激光技术越来越多的进入到人类生活的方方面面,科研工作者对于激光技术的研究也越来越广泛与深入。其中处于固体激光核心地位的激光增益介质对于激光器的激光性能起着至关重要的作用。增益介质的基质材料作为激活离子的载体决定了激活离子能否顺利且有效的进入激光材料,并且也决定了激光材料的热学性能、基本理化性能等;而作为介质发光中心的激活离子由于自身具有丰富的能级以及特征的核外电子排布,可通过能级跃迁向外界辐射能量,进而决定着激光材料的光谱特性。LGS（La3Ga5SiO14）晶体及其同型化合物是一类具有优异性能的压电材料。这些电学上的特点也引起了人们对于探索该类晶体能否成为具有多功能性的全固态激光器件的强烈兴趣。其中LGS系列晶体存在一类由两个或两个以上原子占据同一氧配位体的有序构型-CNGS晶体。CNGS晶体属三方晶系,32点群,P321空间群,非中心对称结构,因此由其结构特点可判断CNGS晶体在非线性光学上也具有潜在的应用价值。相比于LGS晶体,CNGS具有Ga元素含量低、优良的理化性质、良好的机械性能以及易于生长的特点。目前2-3 μm激光在当今社会的应用非常广泛。其中Tm3+在2 μm附近对应于3F4→3H6的能级跃迁,在800 nm附近对应有3H6-→3H4的谱线跃迁,其吸收带覆盖商用LD二极管泵浦的波长范围。Tm3+的电子可吸收LD泵浦至3H4能级,并会以无辐射弛豫的方式跃迁到3F4上激光能级以形成粒子数反转,大大提高了离子的量子效率。此外,Tm3+离子具有相对较长的激光上能级寿命,是典型的三能级系统,并且Tm3+激光器还是重要的可调谐激光光源。而在2.5-3 μm波长范围内,Er3+掺杂晶体由于4I11/2→→4I13/2的能级跃迁能够辐射2.8μm的中红外激光输出,Ho3+掺杂晶体由于5I6→→5I7的能级跃迁能够辐射2.8-3 μm的中红外激光输出。针对以上提及的问题及研究背景,本论文将CNGS晶体这一具有潜在多功能特性的光电材料结合稀土离子复杂能级的发光特性,以探索和研究该材料在近红外至中红外2-3 μm的光谱以及激光性能,其主要研究内容如下:1.Re:CNGS（Re=Tm,Er,Ho/Pr,Ho/Pr/Yb）晶体的提拉法生长工艺研究本论文利用提拉法分别生长了高质量单掺5 at.%Tm3+:CNGS、较高单掺浓度15 at.%Er3+:CNGS、共掺 1 at.%Ho3+/0.5 at.%Pr3+:CNGS 以及共掺 5 at.%Yb3+/1 at.%H03+/0.5 at.%Pr3+:CNGS晶体,对不同掺杂晶体的生长工艺进行了探索。在晶体生长过程中,我们在化学组份上对CNGS中Ca2+、Nb5+等阳离子格位进行调整,对温场进行改进,同时对课题组之前的CNGS晶体提拉法生长工艺的原料配比、固相合成方法以及生长工艺参数进行优化,通过合理调节生长气氛以及晶体尺寸,对每次晶体的生长条件以及晶体缺陷进行了分析,最终生长出了高质量稀土离子掺杂CNGS单晶。2.Re:CNGS（Re=Tm,Er,Ho/Pr,Ho/Pr/Yb）晶体结构与基本性能表征论文中我们分别对Tm:CNGS、Ho/Pr:CNGS和Yb/Ho/Pr:CNGS晶体的理论密度和实际密度进行了测量和计算,总体上CNGS的掺杂浓度与其密度呈现出正相关的关系。利用粉末衍射XPRD对晶体的物相进行了分析,确定了稀土掺杂后生长晶体与纯基质晶体的基本结构一致性,同时利用高分辨X射线衍射确定了晶体具有较高的结晶质量,并进一步拟合出了 Tm:CNGS、Ho/Pr:CNGS和Yb/Ho/Pr:CNGS 晶体的晶胞参数分别为 a=b=8.080A,c=4.996A,V=282.47A3、a=b=8.088A,c=4.980A,V=282.181A3与 a=b=8.078A,c=4.9920A,V=282.1081A3。利用Rietveld方法对Ho/Pr:CNGS晶体的结构进行了解析,得到了晶胞结构中的各原子坐标、原子间距、平均键长等数据,为后续的理论计算工作做了准备。最后,通过对生长晶体化学组份以及晶体生长质量的研究,确定了晶体稀土离子掺杂后各离子的掺杂浓度以及分凝系数。3.晶体热学性质的表征与研究作为固体激光增益介质,良好的热学性质是晶体至关重要的属性。介质具有较好的热学性能可以防止晶体在激光震荡时产生例如热透镜效应、介质开裂、光束质量差、多模输出等不利的影响。本论文对Tm:CNGS晶体的热扩散、比热、线性热膨胀进行了测试。计算得到了 Re:CNGS晶体的理论摩尔比热Cv为440.6J/（k·mol）,Tm:CNGS的测量定压比热Cp为0.662]·g-1·K-1,略低于纯 CNGS 晶体的 0.578 J.g-1·K-1,而 Ho/Pr:CNGS 和 Yb/Ho/Pr:CNGS 晶体的比热相对于纯CNGS有所减小。同时,论文对Tm:CNGS晶体的热膨胀性质进行了研究,Tm:CNGS沿物理学X、Z轴的线性热膨胀系数分别为αX=5.88×10-6 K-1与αZ=7.07×10-6 K-1,与纯CNGS相比Tm:CNGS在温度升高时的热膨胀各向异性要更加明显。相比于钒酸盐体系与硼酸盐体系,Tm:CNGS具有较小的热膨胀系数与热膨胀各向异性。在热导率方面,Tm:CNGS晶体的热扩散系数随温度变化幅度较小,但总体趋势表现为温度越高,晶体的热扩散系数越小。300℃时,Tm:CNGS晶体在X方向和Z方向上的热扩散系数λx和λz分别为0.686 mm2 s-1和 0.773 mm2 s-1,热扩散系数分别为 κx=2.963 W/m·K,κZ=3.338 W/m·K。4.Tm:CNGS晶体的光谱性能表征与研究基于Tm3+在2μm的荧光特性,本论文对Tm:CNGS的吸收光谱、荧光光谱以及激光能级寿命进行了测量,最后对Tm:CNGS的连续激光性能进行了表征。对于Tm:CNGS的吸收特性,从400nm至2000nm区间,Tm:CNGS的非偏振吸收光谱在685 nm、793 nm、1211 nm和1669 nm处有强的吸收峰,对应于Tm3+的3H6→3H4能级跃迁,且位于商用LD泵浦源输出波长793 nm处的吸收系数、FWHM和吸收截面分别为2.96 cm-1、15 nm和5.01 × 10-21 cm2。在荧光特性方面,在1888 nm附近的发射峰具有最大的荧光强度,其FWHM约为164nm,且对应于Tm3+的3F4→3H6跃迁2 μm附近的荧光衰减约为2.345 ms。5.Tm:CNGS晶体的连续激光性能表征与研究在Tm:CNGS连续激光的测试中,调节泵浦源与谐振腔参数为纤芯直径100μm、聚焦系统1:2、输入镜IM为R=-200 mm,Toc=5%时可获得最优输出,当泵浦功率为5 W时,可获得最大功率为740mW的2 μm近红外激光震荡,其最大光转换效率为14%,斜率效率为17.07%。
陈章云[5]（2020）在《二极管泵浦的Nd掺杂铝酸盐无序晶体脉冲激光特性研究》文中认为窄脉冲,高瞬时功率和高重频的超短脉冲激光已经应用到了生物、医疗、通信等方方面面,超快激光技术也正逐步向超快、超强化趋势发展,并推动着物理、化学、材料、微加工等多个基础学科的应用的发展。以半导体激光二极管为泵浦源的全固态激光器结构紧凑,价格低廉,具有非常重要的实用价值。激光的发展离不开增益晶体,Nd3+掺杂的无序晶体已经被多次证明是一种性能优异的增益介质。本文主要基于两种提拉法生长的无序铝酸盐晶体Nd:LMA和Nd:ASL,研究其连续激光和锁模激光特性。本论文主要内容共分四章,如下所述:第一章介绍了超短脉冲激光的的特点和应用,介绍了产生超短脉冲的锁模技术,总结了近年来1μm波段掺Nd3+无序晶体的超快激光发展。第二章介绍了锁模的基本理论和色散补偿理论。阐述了锁模技术原理,并介绍了目前常用的被动锁模器件SESAM的结构和特性。介绍了目前常用的几种色散补偿技术。第三章介绍了a,c轴向切割的Nd:LMA无序晶体连续和锁模激光特性研究。实现了两种轴向切割晶体的高功率高效率的连续激光输出,其中c轴切割的Nd:LMA晶体展现了更好的连续特性,在最大泵浦功率下得到了6.24 W的激光输出,且未出现饱和现象,中心波长为1055.29 nm,斜效率高达53.40%。首次系统的研究了LD泵浦的Nd:LMA无序晶体的锁模激光特性。使用c轴切割Nd:LMA晶体得到了中心波长为1055.35 nm,FWHM为0.93 nm,最大功率为1.30 W的脉冲激光,其输出功率和斜效率在LD泵浦的无序晶体锁模激光器中都属于前列。a轴切割Nd:LMA锁模激光的脉冲和光谱特性与c轴切割Nd:LMA激光器极为接近,但最大输出功率为0.93 W。第四章介绍了a,c轴向切割的Nd:ASL无序晶体连续和锁模激光特性研究。两种轴向切割Nd:ASL无序晶体都实现了高功率高效率的连续激光输出。两种晶体的输出光谱基本一致,但c轴切割的Nd:ASL晶体展现了更高的输出功率和转换效率,最大泵浦功率下得到9.05 W的激光输出,且未出现饱和现象,输出的光谱有两个中心波长,分别为1050.08 nm和1052.40 nm,斜效率高达60.05%。首次系统的研究了LD泵浦的Nd:ASL无序晶体的锁模激光特性。c轴切割Nd:ASL晶体性能相较于a轴切割Nd:ASL晶体更优良,得到了中心波长为1052.01 nm,FWHM为1.09 nm,最大功率为1.08 W的脉冲激光,a轴切割Nd:ASL锁模激光的脉冲宽度和输出光谱与c轴切割Nd:ASL激光器极为接近,但最大输出功率更低,为0.91 W。利用两块GTI镜进行色散补偿,研究了c轴切割Nd:ASL晶体的飞秒锁模特性,得到了脉冲宽度为519 fs的超短脉冲,中心波长为1052.15nm,FWHM为2.46 nm,时间带宽积为0.346,接近傅里叶变换极限0.315。得到的最大稳定锁模输出功率为0.75 W,这是目前LD泵浦的无序晶体飞秒激光器中的最高功率。
方忠庆[6]（2019）在《2.79微米铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体生长及性能研究》文中研究说明稀土离子Er3+以其丰富的能级结构,可产生多种辐射波长而受到广泛的关注和研究,在4I11/2态和4I13/2态之间跃迁产生的辐射波长位于2.7-3 μm哗范围内,其中2.79μm激光由于该波长的特殊性,此类激光器在生物医学、非线性光学以及国家安全等领域具有重要的应用价值。目前能实现2.79μm激光输出的晶体材料仍较少,如己商业化广泛应用的Cr,Er:YSGG晶体,以及近年来新兴发展的具有优良抗辐射性能的Cr,Er,Pr:GYSGG晶体。本论文中以Cr,Er:YSGG和Cr,Er,Pr:GYSGG晶体为研究对象,对晶体的掺杂浓度、晶体元件的尺寸进行了优化,研究了两种晶体的物理性能、光学性能,表征了晶体的激光特性,并分析了晶体中的热透镜效应,建立了一种新的热焦距计算方法,且采用热键合技术来改善晶体内部的热效应。主要研究内容如下:（1）采用熔体提拉法生长出了高光学质量的Cr,Er:YSGG和Cr,Er,Pr:GYSGG两种晶体,并优化了晶体的掺杂浓度、制备工艺、晶体元件尺寸等参数:（2）采用脉冲氙灯泵浦实现了Cr,Er:YSGG和Cr,Er,Pr:GYSGG两种晶体在2.79μm处的激光输出,并比较了晶体掺杂浓度、晶体尺寸对激光输出的影响;（3）理论分析了激光运转过程中,晶体内部热透镜效应的作用机理,并结合晶体的温度分布模拟结果,提出了一种新的热焦距计算方法;（4）运用拉曼光谱技术,得到了GYSGG晶体的最大声子能量,分类和指认了GYSGG晶体的Raman振动模式,并且与其他常见的同结构晶体YAG、GGG、YSGG及GSGG的最大声子能量进行了比较,分析讨论了基质最大声子能量对高浓度掺Er3+激光晶体上下能级寿命的影响规律;（5）通过热键合技术在Cr,Er,Pr:GYSGG晶体两端面键合了纯GYSGG晶体作为热沉,纯GYSGG晶体的热导率比掺杂Cr,Er,Pr:GYSGG晶体的热导率大,端面键合纯GYSGG晶体后可以加快掺杂晶体的散热速率,以减小晶体的热透镜效应。并模拟分析了激光运转过程中晶体元件内的温度分布,解释了热键合Cr,Er,Pr:GYSGG复合晶体能够减小晶体棒热效应的内在原因。本论文的研究工作为制备高质量、高性能中红外Cr,Er:YSGG和Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶体奠定了良好的基础,为提高2.79μm波长激光的输出特性提供了解决方案,为晶体热焦距的计算和测量开辟了新的方法和途径。
刘运连,狄聚青,朱刘,王春泉,滕飞[7]（2018）在《钕掺杂含镓石榴石晶体的研究进展》文中指出钕掺杂含镓石榴石晶体在超短超快、高功率、连续、多波长等激光方面,有着广泛的应用,近来得到更多的研究关注.主要介绍了钕掺杂含镓石榴石晶体的研究进展,包括常规含镓石榴石晶体、含镓石榴石混晶和多中心无序含镓石榴石晶体.
李阳[8]（2018）在《新型黄长石CaYAl3O7晶体的生长及其光电特性研究》文中认为功能晶体作为力、热、电、磁、光、声等各种能量形式转化的媒介,在当今高新科技时代发挥着巨大的作用。随着光电子产业、通信、航天等领域的飞速发展,人们对光电转换的功能晶体也提出了更高的要求和更广泛的需求。激光晶体是激光技术发展的先行力量,更是激光器发展的核心与基础。随着激光发展面向高功率、短脉冲的方向不断发展,探索新型激光增益晶体也越来越受到研究者们的重视。近年来,无序结构晶体在众多新型激光晶体中脱颖而出,吸引了研究者们的关注,在无序结构晶体中不同化合价的阳离子随机分布在相同晶格位置上,使其兼具玻璃的光谱非均匀展宽和晶体优异的热机械性能的优势,是目前最具竞争力的激光基质材料之一。压电晶体作为传感器的核心部件,被广泛应用于航空航天、石油勘探以及化学工业等领域。但传统的压电陶瓷、石英和LiNO3晶体难以满足高温（大于600℃）条件下的应用需求。因此,探索应用于高温传感领域的压电晶体材料成为压电领域的研究热点之一。黄长石结构晶体是一类重要的光电功能晶体。它兼备无序和非心结构的特点,因此在激光和高温压电等领域中具有广阔的应用前景和重大的研究价值。ABC3O7系列晶体属于四方晶系,P421m空间群,A和B代表的离子以1:1的比例随机分布在八面体格位上,造就了该类晶体的无序特性。近年来镓酸盐（ABGa3O7）和硅酸盐（Ca2Al2SiO7）的ABC3O7系列晶体的生长和性能研究较多,并在激光、压电、荧光性能方面取得了丰硕的成果。与同结构的镓酸盐相比,铝酸盐晶体往往具有更高的热导率、更高的熔点和更大的电阻率。故而,铝酸盐的ABC3O7结构晶体（ABAl3O7）有望在激光、压电以及荧光领域展现出更加优异的性能属性。因此,本论文选取黄长石结构的CaYAl3O7晶体作为研究对象,以生长高质量晶体为基础,系统研究了 CaYAl3O7晶体、Nd:CaYAl3O7晶体和Yb:CaYAl3O7晶体的热学性能、光学性能、压电性能和激光性能等。主要研究内容如下:（一）CaYAl3O7晶体生长探索、基本性能表征和理论计算采用提拉法探索CYAM单晶的生长,成功使用铱金棒诱导结晶获得单晶,通过定向籽晶筛选、生长参数优化和缩颈工艺等,最终生长出高质量CYAM单晶。采用化学腐蚀法对CYAM晶体的缺陷进行研究,并从晶体结构的角度分析了缺陷形成机理和各向异性的原因。随后解析CYAM单晶结构,获得了完整的结构数据,结果表明CYAM属于四方晶系,P421m空间群,Al与周围的四个O组成AlO4四面体,AlO4四面体以共顶点的形式在XY面形成AlO4四面体层;Ca和Y占据八面体格位,以1:1的比例随机分布在层与层之间,具有无序结构的特性。全面表征了 CYAM晶体的物理性能,包括硬度、密度、比热、热膨胀、热扩散、热导率,其硬度、热学性质均存在较明显的各向异性。室温下CYAM晶体a向和c向的热导率分别为1和1.372 W·m-1·K-1,高于玻璃的热导率;随着温度的上升热导率也逐渐升高,这种现象与玻璃热导率相似。系统研究了 CYAM晶体的透过光谱、折射率和自发拉曼光谱,CYAM晶体在250nm～5.5 μm的范围内透射率高达80%以上;采用最小偏向角方法在365.0nm到2325.4 nm波长范围内测量了 14个不同波长的折射率。结果表明,CYAM晶体为正单轴晶,拟合得到其折射率色散方程。拉曼光谱结果显示,CYAM晶体最强的拉曼频移峰和波数最大的拉曼峰波数最大的拉曼峰分别位于620 cm-1和763 cm-1处。通过第一性原理计算得知CYAM晶体为间接带隙,其能带间隙为4.179 eV。以上实验结果为后续的光学器件制备和激光性能研究提供了充分的基础数据参考。（二）CaYAl3O7晶体的电学、弹性性能表征采用谐振法对CYAM晶体室温下的电弹性能进行了全面的表征和研究。实验结果计算得到CYAM晶体的介电常数ε11和ε33分别为16.88和12.21;压电常数d14和d36分别为12.6和2.18 pC/N;机电耦合系数k14和k36分别为18.06%和5.45%。在25～700℃范围内,测定了 CYAM晶体的电阻率,研究发现,600℃时,X方向电阻率高达2.86×109Ωcm,比同结构的镓酸盐（如SrGdGa3O7晶体等）高2～3个数量级,与目前高温压电领域研究热点晶体Ca2Al2SiO7的电阻率相当。进一步探究了电阻率和CYAM晶体的层状结构之间的关系。系统研究了 CYAM晶体在25～500℃范围内电弹性能的温度稳定性,结果表明其介电常数、压电常数和机电耦合系数均表现出较好的温度稳定性。此外,CYAM晶体无相变,综合其整体性能,CYAM晶体是一类非常有潜力的高温压电材料。除此之外,结合CYAM晶体中各原子的坐标和键长,计算得到Ca2+,Y3+,Al3+和O2-的电价,利用偶极矩公式详细计算了晶胞结构中YO8、CaO8和AlO4多面体偶极矩的大小,阐释了 CYAM晶体的压电性能和晶体结构的关系,探索压电效应起源。（三）Nd:CaYAl3O7晶体的生长、光谱性质和激光性能研究首次成功生长出Nd:CaYAl3O7晶体,分凝系数高达0.67,远大于Nd3+在经典激光晶体YAG（～0.2）和GGG（～0.4）晶体中的分凝系数,有利于得到Nd3+有效掺杂浓度较高、分布均匀的激光晶体。系统表征了 Nd:CYAM晶体的热学性质,室温下晶体a向和.C向的热导率分别为1.83和1.16W·W·m-1·K-1,激活离子的掺入对基质晶体的影响较小;Nd:CYAM晶体a向和c向的热膨胀系数分别为6.21×10-6K-1和4.45×10-6K-1,热膨胀各向异性较小,表明在晶体的生长和加工应用过程中,Nd:CYAM晶体可以承受较大的温度梯度。对Nd:CaYAl3O7晶体的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命进行了表征。Nd:CaYAl3O7晶体具有超宽的吸收峰和发射峰,室温下Nd:CYAM晶体在808 nm处吸收峰半峰宽高达31nm,远大于Nd:GGG（8.6nm）、Nd:YAG（0.9～2.1nm）晶体和同类黄长石结构晶体（8～18 nm）,其荧光光谱最强峰1.06 μm处半峰宽达27 nm,可以与钕玻璃相媲美。上述性质从侧面印证了 Nd:CYAM晶体具有更高的无序程度,因此其光谱的非均匀展宽效应更明显,其光谱特性表明该晶体在可调谐激光器领域中具有很好的应用前景。激光实验中,Nd:CYAM晶体实现了连续激光输出,使用c向Nd:CYAM晶体样品在1063 nm激光实现最大输出功率为714 mW,对应斜效率为8.6%。除此之外还分析了不同输出镜透过率对晶体输出功率的影响,为将来激光器件的设计提供重要参考。实验结果表明Nd:CYAM晶体具有优异的光谱性能,并且有大能量储存能力,在未来的工作中若能继续优化其晶体和光学质量,相信该晶体在可调谐、锁模超快激光领域具有很大的应用前景。（四）Yb:CaYAl3O7晶体的生长、光谱性质和激光性能研究首次成功生长了掺杂浓度约为3.5%的Yb:CYAM晶体,Yb3+的有效分凝系数为0.66,略高于Yb:CaGdAlO4晶体中Yb3+的分凝系数（0.6）。对Yb:CYAM晶体的热学性质进行了系统的表征,室温下晶体a向和c向的热导率分别为1.65 W·m-1.K-1和1.48 W·m-1·K-1,随着温度的上升热导率逐渐升高;Yb:CYAM晶体a向和c向的热膨胀系数分别为5.83×10-6K-1和5.30×10-6K-1K-1,各向异性较小。全面表征了 Yb:CYAM晶体的偏振吸收光谱、偏振发射光谱和荧光寿命（低温、室温）。室温下,Yb:CYAM晶体π偏和σ偏的最强吸收峰分别位于982 nm和978nm,其半峰宽高达133nm和116nm;荧光光谱最强峰出现在1008nm处,半峰宽为27 nm;荧光寿命在室温下和低温下分别为1.22 ms和977.3 μs,大于Yb:CaGdAlO4晶体的荧光寿命。大的上能级寿命有利于储能,因此该晶体在调Q激光领域中具有较大优势。研究了 Yb:CYAM晶体的连续激光性能,使用c向Yb:CaYAl3O7晶体样品在1026.5 nm处实现激光最大输出功率为505 mW,对应斜效率为12.5%。而且,Yb:CYAM晶体具有宽的吸收和发射谱,在超快和可调谐激光领域中具有潜在的应用价值。
陈媛芝[9]（2018）在《2.6-3.0μm新型Er3+掺杂激光晶体生长与性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,2.6-3 μL波段的激光晶体已经被国内外的研究人员进行了广泛和深入地探索和研究。石榴石系列晶体由于其高对称性、高化学稳定性、高热导率性能以及在熔融状态下易长出大尺寸和均匀的单晶体而吸引了广大科研工作者的关注。GSAG晶体是一种结合了 YAG和GSGG优点的晶体,它采用Al离子替换了 Ga离子,消除了 Ga离子容易挥发的隐患,更容易生长出高质量、均匀和大尺寸的晶体。此外,相比较含Ga的晶体如GGG,GSGG,YSGG等,含A1的石榴石晶体如YAG,YSAG,GSAG含有更稳定的氧化物组成成分。氧化物形态的变化和氧空位的形成使得含Ga的石榴石晶体更容易形成色心的问题,在含A1的石榴石晶体中被大大地抑制[1]。20世纪八九十年代,闪光灯泵浦的固体激光器出现了蓬勃的发展局面,由于GSAG和YSAG晶体的声子能量较高,Er:GSAG和Er:YSAG晶体被认为不适合于中红外波段激光的产生。近年来,随着LD激光器的迅猛发展,使得泵浦光的效率获得了较大的提高,以及未来对于多波长高功率激光器的需求,为Er:GSAG和YSAG中红外激光晶体的发展创造了好的条件,使其成为一种很有发展潜力的中红外晶体材料。本论文以GSAG和YSAG晶体为基质,通过高浓度Er3+的掺杂,成功生长出了 Er:GSAG,Er,Pr:GSAG,Er,Pr:YSAG单晶体。研究了它们的结构组成、物理性质、光学性质和抗辐照性能,并表征了晶体的激光特性。主要研究结果如下:通过提拉法生长出了高光学质量的30 at.%Er:GSAG晶体,研究了Er:GSAG晶体的晶胞参数和Er3+在GSAG晶体中的分凝系数。对Er:GSAG晶体的吸收光谱进行了 J-O理论分析计算。结果表明,高浓度Er3+掺杂的GSAG晶体4I11、2→4113/2跃迁的荧光分支比达到了 17%,大于大部分Er3+掺杂的激光晶体,证明Er:GSAG晶体是一种潜在的2.8 μm晶体材料。对辐照前后晶体的光学性能与发光性能进行了研究,表征了γ射线辐照对晶体物理化学性能的影响。采用962 nmLD作为泵浦源,在0.5 ms脉宽、300 Hz重复频率的脉冲模式下,未辐照的晶体获得了最大输出功率为408mW,斜效率为9.5%,且在相同测试条件下辐照前后晶体的输出能量变化不大。结果表明Er:GSAG晶体是一种优异的抗辐照中红外激光晶体。采用提拉法首次生长出了高光学质量的Er.Pr:GSAG晶体。系统地研究了晶体的吸收和发光光谱,并与相同浓度Er3+单掺的GSAG晶体进行对比,分析了Er3+和Pr3+能级之间的能量传递过程,计算出了 Er3+→Pr3+的上下能级能量传递效率分别为12.5%和94.9%,大于Er:GSGG和Er:GGG晶体,可以实现Er,Pr离子之间能量的有效传递,有利于实现中红外波长的激光输出。我们还研究了Er,Pr:GSAG晶体的抗辐照性能,发现Pr3+离子的掺入并没有影响晶体的抗辐照特性。采用962 nm LD作为泵浦源,在脉冲模式下,Er,Pr:GSAG晶体实现了2.696 μm和2.828 μm的双波长输出,最大输出功率为343 mW。在重复频率为100Hz时,其斜效率达到了 11.8%,激光阈值为293mW,与30at.%Er:GSAG相比阈值也有所降低。以上结果表明通过掺入退激活离子Pr3+,有效地加宽了晶体的吸收带和降低了 Er3+的下能级寿命,提高了晶体的激光转换效率,降低了晶体的泵浦阈值,改善了晶体的激光性能。同时该晶体表现出优异的抗辐照性能,值得进一步的深入研究。采用提拉法首次成功生长出了高光学质量的Er,Pr:YSAG晶体。系统研究了该晶体的热力学和光学性能。实验证明,在常温下,Er,Pr:YSAG晶体具有较高的热导率5.927W*m-1 K-1。高的荧光强度和大的吸收发射截面证明该晶体是一种有潜力的中红外激光材料。利用962 nmLD作为泵浦源,在脉冲模式下,实现了2.694μm和2.825μm的双波长激光输出。在泵浦脉宽0.5 ms,重复频率300 Hz时,获得最大输出功率为239 mW,斜效率为6.1%;在重复频率为100 Hz时,获得了较大的斜效率和光光转换效率,分别为11.7%和9.0%,激光阈值为412 mW。以上结果充分说明了Er,Pr:YSAG可以实现中红外激光的有效输出,然而目前功率相对较低,以后的工作中可以进一步优化Er离子和Pr离子的含量来实现Er,Pr:YSAG晶体更高功率的激光输出。在本研究中,我们开展了以GSAG和YSAG为基质材料的新型Er:GSAG,Er,Pr:GSAG和Er,Pr:YSAG中红外激光晶体的探索研究工作,为未来发展Er离子掺杂的GSAG和YSAG中红外激光晶体及激光器奠定了基础。开辟了 Er3+掺杂的固体激光器运转的新波段,为高功率中红外激光的产生提供了新的解决途径。
许晋瑞[10]（2017）在《新型激光晶体Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG的生长及光学性能研究》文中进行了进一步梳理高均匀性大尺寸激光晶体是全固态高功率激光发展的重要基础,而空间激光则需要发展具有抗辐射性能的高效激光晶体。Nd3+在GSAG的分凝系数约为YAG中的三倍,且熔点比YAG略低,有望制备出大尺寸高均匀性激光晶体元件,同时其与具有优良抗辐照性能的Cr,Nd:GSGG结构和性能类似,因而,论文选取Nd和Nd,Cr掺杂的GSAG作为研究对象,拟探索大尺寸高均匀性激光晶体和具有优良抗辐射性能的激光晶体。主要研究内容和结果如下:一、采用提拉法成功生长出了直径为Φ>30mm的Nd:GSAG晶体,测定了Nd3+在GSAG中的有效分凝系数,通过Rietveld全谱拟合得到了结构参数,研究了 Nd:GSAG室温下的吸收和发光。Nd3+在GSAG的有效分凝系数为0.53,最强吸收峰位于808.6nm处,吸收截面为3.44×10-20cm2,跃迁强度参数Ωt（t=2,4,6）为 0.263×10-20cm2、3.010×10-20cm2、3.648×10-20cm2;它的最强发射峰位于 1060nm处,1060nm、941.5nm 的发射截面分别为 6.32×10-20cm2、2.77×10-20cm2。相应激光上能级4F3/2的寿命为258μs。用808nm连续半导体激光器（LD）作为泵浦源研究了 2mm×2mm×6mm的Nd:GSAG的1.06μm激光性能,其阈值为2.139W,斜效率为8.9%,最高输出功率为0.462W,光-光转换效率为5.12%。此外,还测定了 Nd:GSAG晶体在297K-748K范围内的热扩散系数,计算得到其热导率从 4.51 W/（m · K）变化到 2.80W/（m · K）。二、在Nd:GSAG中掺入0.1at%的Cr3+,采用提拉法成功生长出了直径为Φ>30mm的光学质量良好的Cr,Nd:GSAG晶体。最强吸收峰位于808.6nm处,吸收截面为3.38×10-20cm2。不计Cr,Nd:GSAG的吸收光谱中Nd3+和Cr3+重叠的吸收带,拟合得到Cr,Nd:GSAG中Nd3+的强度参量Ωt（t=2,4,6）为0.380×10-20cm2、2.286×10-20cm2、3.306×10-20cm2;Cr,Nd:GSAG 最强发射峰位于 1060nm 处,在1060nm、941.5nm 的发射截面分别为 5.98×10-20cm2、2.60×10-20cm2,室温下Cr,Nd:GSAG的4F3/2能级寿命为274μs。用808nm连续半导体激光器（LD）作为泵浦源研究了 2mm×2mm×6mm的Cr,Nd:GSAG的1.06μm激光性能,其阈值为1.233W,斜效率为6.73%,最高输出功率为0.513W,光-光转换效率为5.78%。三、利用60Co伽马射线源对Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG进行了 2Mrad、1OMrad、20Mrad辐照剂量的辐照,对比测试了辐照与未辐照样品的吸收、发光,表明这两种晶体可能具有抗辐照性能,而掺杂Cr3+有利于增强Nd:GSAG的抗辐照性能。
二、闪光灯泵浦Nd~(3+):GGG 激光特性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、闪光灯泵浦Nd~(3+):GGG 激光特性研究（论文提纲范文）
（1）Er,Pr:YLF、Er:LLF和Er:YAP晶体2.7μm波段激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 2.7μm波段中红外激光应用 |
| 1.2 2.7μm波段中红外激光产生技术 |
| 1.3 E~(3+)离子掺杂晶体发展现状及存在问题 |
| 1.3.1 Er~(3+)离子掺杂晶体发展现状 |
| 1.3.2 Er~(3+)离子掺杂晶体面临的瓶颈 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 Er:LLF、Er,Pr:YLF晶体光谱特性分析 |
| 2.1 Er:LLF和Er,Pr:YLF晶体在2.7 μm波段的吸收光谱与吸收截面 |
| 2.2 基于J-O理论的光谱参数计算及分析 |
| 2.2.1 Judd-Ofelt理论 |
| 2.2.2 Er:LLF晶体光谱参数计算 |
| 2.2.3 Er,Pr:YLF晶体光谱参数计算 |
| 2.3 Er:LLF和Er,Pr:YLF晶体在2.7μm波段的荧光光谱与发射截面 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Er:YAP、Er:LLF、Er,Pr:YLF晶体2.7 μm波段连续波激光特性 |
| 3.1 Er~(3+)掺杂晶体热透镜效应分析 |
| 3.2 连续波激光特性 |
| 3.2.1 Er,Pr:YLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.2 Er:LLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.3 Er:YAP晶体连续波激光特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Er:YAP晶体2.7μm波段脉冲激光特性 |
| 4.1 脉冲LD端面泵浦Er:YAP准连续激光特性 |
| 4.1.1 脉冲LD端面泵浦优势 |
| 4.1.2 Er:YAP准连续激光特性 |
| 4.2 Er:YAP晶体被动调Q激光特性 |
| 4.2.1 2.7μm波段调Q技术 |
| 4.2.2 基于SESAM的Er:YAP被动调Q激光特性 |
| 4.2.3 基于2D材料的Er:YAP被动调Q激光特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 主要结论及创新点 |
| 5.2 不足之处及有待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的项目、获得的奖励及发表的论文 |
| 附发表论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）翠绿宝石全固态激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪言 |
| §1.1 翠绿宝石激光器的研究背景及意义 |
| §1.1.1 激光医疗 |
| §1.1.2 激光雷达 |
| §1.1.3 多光子显微镜 |
| §1.2 国外翠绿宝石激光器的研究进展 |
| §1.2.1 连续激光器 |
| §1.2.2 调Q激光器 |
| §1.2.3 锁模激光器 |
| §1.2.4 再生放大器 |
| §1.2.5 紫外光源 |
| §1.3 国内翠绿宝石激光器的研究进展 |
| §1.4 全固态人眼安全激光器 |
| §1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 翠绿宝石晶体的特性及理论模型 |
| §2.1 翠绿宝石晶体的晶体结构和物理特性 |
| §2.1.1 晶体结构 |
| §2.1.2 物理特性 |
| §2.2 翠绿宝石晶体的能级跃迁和光谱特性 |
| §2.2.1 能级跃迁 |
| §2.2.2 光谱特性 |
| §2.3 翠绿宝石晶体的温度特性 |
| §2.3.1 荧光寿命 |
| §2.3.2 受激发射截面 |
| §2.3.3 基态吸收 |
| §2.3.4 激发态吸收 |
| §2.3.5 与其他晶体的对比 |
| §2.4 翠绿宝石晶体的激光理论模型 |
| §2.4.1 激光理论模型 |
| §2.4.2 热转换系数 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §3.1 红光LD的发展现状 |
| §3.2 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦源 |
| §3.3 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的短腔翠绿宝石激光器 |
| §3.4 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的自调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.5 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的可调谐翠绿宝石激光器 |
| §3.5.1 双折射滤光片(BRF)的原理 |
| §3.5.2 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的可调谐翠绿宝石激光器实验研究 |
| §3.6 8W高亮度光纤耦合输出红光LD泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.6.1 电光调Q及腔倒空调Q原理 |
| §3.6.2 实验装置图 |
| §3.6.3 基于三片组合式BRF的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.6.4 双波长电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §3.7 本章小结 |
| 第四章 高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §4.1 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦源 |
| §4.2 40W高功率光纤耦合输出红光LD单端泵浦的短腔CW翠绿宝石激光器 |
| §4.3 40W高功率光纤耦合输出红光LD双端泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §4.4 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.1 基于三片组合式BRF的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.2 基于偏振片的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.4.3 基于偏振片的腔倒空调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.5 40W高功率光纤耦合输出红光LD泵浦的SESAM被动调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.5.1 SESAM工作原理 |
| §4.5.2 基于SESAM的瓦量级被动调Q翠绿宝石激光器 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 高亮度黄光激光器泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §5.1 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的翠绿宝石激光器 |
| §5.1.1 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦源 |
| §5.1.2 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的短腔翠绿宝石激光器研究 |
| §5.1.3 基于掺Yb光纤激光器的拉曼倍频589nm激光器泵浦的可调谐翠绿宝石激光器研究 |
| §5.2 589nm全固态高亮度黄光激光器泵浦的电光调Q翠绿宝石激光器 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 基于Nd:LuAG晶体的1442nm激光器 |
| §6.1 基于Nd:LuAG晶体的1442nm连续激光器 |
| §6.1.1 实验装置图 |
| §6.1.2 实验结果与讨论 |
| §6.2 基于Nd:LuAG晶体的1442nm被动调Q激光器 |
| §6.2.1 实验装置图 |
| §6.2.2 实验结果与讨论 |
| §6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 研究内容总结 |
| §7.2 论文创新点 |
| §7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的项目及发表的论文 |
| 附: 外文论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 3μm波段中红外激光应用 |
| 1.1.1 气体探测 |
| 1.1.2 激光医学 |
| 1.1.3 材料加工 |
| 1.1.4 其他方面 |
| 1.2. 3μm波段中红外激光产生技术 |
| 1.3 3μm波段主要稀土激活离子及基质材料 |
| 1.3.1 稀土激活离子 |
| 1.3.2 基质材料 |
| 1.4. 3μm波段固体激光器研究进展 |
| 1.4.1 Er~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.4.2 Dy~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.4.3 Ho~(3+)离子掺杂晶体 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第二章 Ho,Pr:YLF晶体光谱特性 |
| 2.1 吸收光谱与吸收截面 |
| 2.2 荧光光谱与荧光寿命 |
| 2.3 发射截面 |
| 2.3.1 J-O理论 |
| 2.3.2 发射截面 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ho~(3+),Pr~(3+)共掺氟化物晶体3μm波段连续波激光特性 |
| 3.1 泵浦源的选择 |
| 3.2 连续波激光特性 |
| 3.2.1 Ho,Pr:LLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.2 Ho,Pr:YLF晶体连续波激光特性 |
| 3.2.3 Er:YSGG晶体连续波激光特性 |
| 3.3 Ho,Pr:LLF晶体连续波调谐激光特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ho~(3+),Pr~(3+)共掺氟化物晶体3μm波段调Q激光特性 |
| 4.1. 3μm波段Q开关技术 |
| 4.1.1 电光Q开关 |
| 4.1.2 SESAM |
| 4.1.3 2D材料 |
| 4.2 Ho,Pr:YLF晶体电光调Q激光特性 |
| 4.3 基于SESAM的被动调Q激光特性 |
| 4.4 基于2D材料的被动调Q激光特性 |
| 4.4.1 石墨烯 |
| 4.4.2 黑磷 |
| 4.4.3 二硒化钛 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ho,Pr:LLF晶体3μm波段锁模激光特性 |
| 5.1 锁模技术 |
| 5.2 调Q锁模激光特性 |
| 5.3 连续波锁模激光特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要结论及创新点 |
| 6.2 不足之处及有待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的项目、获得的奖励及发表的论文 |
| 附发表论文2篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）2-3μm波段CNGS类激光晶体的探索及物化性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固体激光增益介质的现状与发展 |
| 1.2.1 激光玻璃 |
| 1.2.2 激光晶体 |
| 1.2.3 激光陶瓷 |
| 1.2.4 光纤激光 |
| 1.3 掺杂型激光晶体中激活离子的选择 |
| 1.4 2-3μm波段中红外激光晶体的发展与现状 |
| 1.4.1 2-3μm波段激光应用背景 |
| 1.4.2 铥离子掺杂激光晶体的发展 |
| 1.4.3 铒、钬离子掺杂中红外输出激光晶体的研究进展 |
| 1.5 功能型LGS系列激光晶体的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究思路、研究内容与研究方法 |
| 参考文献 |
| 第二章 Re:CNGS (Re=Tm,Er,Ho/Pr, Ho/Pr/Yb)晶体的生长 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 提拉法晶体生长的理论基础 |
| 2.2.1 提拉法晶体生长的温场和热量传输 |
| 2.2.2 从能量守恒讨论提拉法晶体的生长工艺 |
| 2.3 晶体生长的实验设备 |
| 2.4 晶体的生长工艺过程 |
| 2.4.1 多晶原料的合成 |
| 2.4.2 温场设计 |
| 2.4.3 晶体生长的工艺 |
| 2.5 提拉法Re:CNGS单晶生长成果与质量分析 |
| 2.5.1 Tm离子掺杂CNGS晶体 |
| 2.5.2 Ho,Pr离子共掺CNGS晶体的生长及工艺的改进 |
| 2.5.3 Ho,Pr,Yb离子共掺CNGS晶体 |
| 2.5.4 高浓度Er~(3+)掺杂CNGS晶体的生长工艺探索 |
| 2.6 晶体的定向与加工 |
| 2.6.1 晶体的定向 |
| 2.6.2 晶体的加工 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Re:CNGS(Re=Tm,Er,Ho/Pr,Ho/Pr/Yb)的晶体结构与基本性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体密度的测量与计算 |
| 3.2.1 晶体的实验测量密度 |
| 3.2.2 晶体的理论密度 |
| 3.3 晶体的化学组份分析 |
| 3.3.1 晶体生长中的分凝现象 |
| 3.3.2 X射线荧光分析XRF |
| 3.4 物相分析与晶体结构解析 |
| 3.4.1 XPRD物相分析 |
| 3.4.2 晶体结构解析 |
| 3.5 晶体生长质量的表征 |
| 3.5.1 高分辨X射线衍射摇摆曲线 |
| 3.5.2 晶体的生长质量 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Re:CNGS (Re=Tm,Ho/Pr,Yb/Ho/Pr)晶体热学性质的表征与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验条件及设备 |
| 4.3 比热 |
| 4.3.1 固体的比热与热容 |
| 4.3.2 晶体的测量定压比热 |
| 4.4 晶体的热膨胀 |
| 4.4.1 固体热膨胀的物理本质 |
| 4.4.2 晶体热膨胀的测量 |
| 4.5 晶体的热扩散系数与热导率 |
| 4.5.1 晶体热传导的微观机制 |
| 4.5.2 Tm:CNGS晶体热扩散系数的测量 |
| 4.5.3 Tm:CNGS晶体热导率的计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Tm:CNGS晶体的光谱与激光性能表征与研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Tm:CNGS晶体的光谱特性研究 |
| 5.2.1 晶体的吸收光谱 |
| 5.2.2 晶体的荧光光谱 |
| 5.2.3 晶体的荧光寿命 |
| 5.3 Tm:CNGS晶体的连续激光性能研究 |
| 5.3.1 实验 |
| 5.3.2 连续激光性能分析 |
| 5.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要研究内容与结论 |
| 6.2 本论文创新点 |
| 6.3 有待进一步开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所获奖励 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 附发表论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）二极管泵浦的Nd掺杂铝酸盐无序晶体脉冲激光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超快激光的研究意义 |
| 1.2 锁模技术的发展 |
| 1.3 1μm波段无序晶体的性能及研究进展 |
| 1.4 本文主要内容和创新点 |
| 第二章 被动锁模理论及色散补偿理论 |
| 2.1 锁模的基本理论 |
| 2.2 SESAM介绍 |
| 2.2.1 SESAM的结构 |
| 2.2.2 SESAM的宏观特性 |
| 2.3 锁模建立时间和抑制自调Q |
| 2.4 色散分析及补偿 |
| 2.4.1 色散分析 |
| 2.4.2 棱镜对补偿色散 |
| 2.4.3 GTI镜补偿色散 |
| 2.4.4 啁啾镜补偿色散 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 LD泵浦Nd:LMA超快激光特性研究 |
| 3.1 Nd:LMA无序晶体特性 |
| 3.2 LD泵浦Nd:LMA连续激光器 |
| 3.2.1 实验设计 |
| 3.2.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 LD泵浦Nd:LMA皮秒锁模激光器 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 实验结果和讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 LD泵浦Nd:ASL超快激光特性研究 |
| 4.1 Nd:ASL无序晶体特性 |
| 4.2 LD泵浦Nd:ASL连续激光器 |
| 4.2.1 实验设计 |
| 4.2.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 LD泵浦Nd:ASL皮秒锁模激光器 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 实验结果与讨论 |
| 4.4 LD泵浦Nd:ASL飞秒锁模激光器 |
| 4.4.1 实验设计 |
| 4.4.2 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 存在不足与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（6）2.79微米铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体生长及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 固体激光器发展现状 |
| 1.2 中红外固体激光器发展历程 |
| 1.3 2.79μm中红外激光发展现状及存在问题 |
| 1.4 2.79μm激光器 |
| 1.4.1 2.79μm自由振荡激光器 |
| 1.4.2 2.79μm调Q激光器 |
| 1.5 几种典型的Er~(3+)掺杂激光晶体 |
| 1.5.1 Er:YAG |
| 1.5.2 Er:GGG |
| 1.5.3 Er:YSGG |
| 1.5.4 Er:GSGG |
| 1.5.5 Er:GYSGG |
| 1.5.6 掺Er~(3+)倍半氧化物 |
| 1.6 论文的选题内容及目的 |
| 第2章 Cr,Er:YSGG和Cr,Er,Pr:GYSGG晶体生长 |
| 2.1 提拉法生长设备和工艺 |
| 2.1.1 提拉法生长设备 |
| 2.1.2 提拉法生长控制原理 |
| 2.2 Cr,Er:YSGG晶体生长 |
| 2.2.1 Cr,Er:YSGG多晶原料制备 |
| 2.2.2 Cr,Er:YSGG晶体生长过程 |
| 2.3 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体生长 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Cr,Er:YSGG晶体的浓度优化及性能表征 |
| 3.1 Cr,Er:YSGG晶体的浓度优化 |
| 3.2 Cr,Er:YSGG晶体吸收谱及能级跃迁 |
| 3.3 Cr,Er:YSGG晶体的荧光谱及荧光寿命 |
| 3.3.1 Cr,Er:YSGG晶体的荧光谱 |
| 3.3.2 Cr,Er:YSGG晶体的荧光寿命 |
| 3.4 Cr,Er:YSGG晶体的激光性能 |
| 3.5 Cr,Er:YSGG晶体的光束质量 |
| 3.5.1 光束质量因子M~2的测量方法 |
| 3.5.2 Cr,Er:YSGG晶体的光束质量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Cr,Er:YSGG晶体的热焦距计算 |
| 4.1 氙灯的发射谱与Cr,Er:YSGG晶体之间的能量传递 |
| 4.2 Cr,Er:YSGG晶体的激光性能 |
| 4.2.1 闪光灯泵浦Cr,Er:YSGG晶体的激光性能 |
| 4.2.2 Cr,Er:YSGG晶体的热焦距测量 |
| 4.3 Cr,Er:YSGG晶体的热焦距计算 |
| 4.3.1 Koechner模型 |
| 4.3.2 热焦距计算公式的优化 |
| 4.4 Cr,Er:YSGG晶体的热分布模拟 |
| 4.4.1 热分布模拟步骤 |
| 4.4.2 热分布模拟结果 |
| 4.5 Cr,Er:YSGG晶体的热焦距计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 GYSGG晶体的Raman光谱及声子能量研究 |
| 5.1 GYSGG晶体结构 |
| 5.2 GYSGG晶体的Raman光谱及振动模式 |
| 5.2.1 GYSGG晶体的Raman光谱 |
| 5.2.2 GYSGG晶体的Raman振动模式 |
| 5.3 GYSGG晶体的最大声子能量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 热键合Cr,Er,Pr:GYSGG复合晶体的热分布及激光性能 |
| 6.1 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体的掺杂浓度优化及其热键合 |
| 6.2 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体之间的能量传递 |
| 6.3 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体荧光寿命 |
| 6.4 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体热分布模拟 |
| 6.4.1 晶体温度热分布理论 |
| 6.4.2 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体温度分布模拟 |
| 6.5 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体激光性能和光束质量 |
| 6.5.1 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体激光输出特性 |
| 6.5.2 Cr,Er,Pr:GYSGG晶体热焦距及光束质量 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）钕掺杂含镓石榴石晶体的研究进展（论文提纲范文）
| 1 常规含镓石榴石晶体 |
| 1.1 GGG |
| 1.2 YGG |
| 1.3 LuGG |
| 2 含镓石榴石混晶 |
| 2.1 GGAG |
| 2.2 GSGG |
| 2.3 LuGGG |
| 2.4 LaGGG |
| 2.5 LuSGG |
| 2.6 GYSGG |
| 3 多中心无序含镓石榴石晶体 |
| 3.1 CNGG, CLNGG和CTGG |
| 3.2 YGaO3 |
| 3.3 CGGG |
| 4 结语 |
（8）新型黄长石CaYAl3O7晶体的生长及其光电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 激光晶体 |
| 1.2.1 激光晶体研究现状 |
| 1.2.2 激光晶体发展趋势 |
| §1.3 高温压电晶体 |
| 1.3.1 压电材料分类 |
| 1.3.2 高温压电晶体研究现状 |
| §1.4 无序结构晶体 |
| §1.5 晶体生长 |
| 1.5.1 提拉法 |
| 1.5.2 影响晶体生长的主要因素 |
| §1.6 选题的意义、目的和主要研究内容 |
| 第二章 CaYAl_3O_7晶体生长探索、基本性能表征和理论计算 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 晶体生长探索 |
| 2.2.1 多晶料的合成 |
| 2.2.2 晶体生长 |
| §2.3 单晶质量表征 |
| 2.3.1 XRD |
| 2.3.2 摇摆曲线 |
| §2.4 晶体缺陷研究 |
| §2.5 晶体结构 |
| §2.6 硬度 |
| §2.7 热学性质 |
| 2.7.1 密度 |
| 2.7.2 比热 |
| 2.7.3 热膨胀 |
| 2.7.4 热扩散 |
| 2.7.5 热导率 |
| §2.8 光学性质 |
| 2.8.1 透过光谱 |
| 2.8.2 折射率测试 |
| 2.8.3 拉曼光谱 |
| §2.9 第一性原理计算 |
| §2.10 本章小结 |
| 第三章 CaYAl_3O_7晶体的电学、弹性性能表征 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 压电晶体物理参数 |
| 3.2.1 胡克定律与弹性常数 |
| 3.2.2 介电常数 |
| 3.2.3 压电常数和压电方程 |
| 3.2.4 机电耦合系数 |
| §3.3 压电介电弹性性能测试 |
| 3.3.1 测试方法介绍 |
| 3.3.2 样品切型设计 |
| 3.3.3 常温压电性能 |
| 3.3.4 高温电阻率 |
| 3.3.5 电弹性能的温度稳定性 |
| §3.4 压电性能与晶体结构的关系 |
| 3.4.1 基团偶极矩计算 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 Nd:CaYAl_3O_7晶体的生长、光谱性质和激光性能研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 晶体生长 |
| §4.3 晶体组分与分凝系数 |
| §4.4 单晶质量表征 |
| §4.5 热学性质 |
| 4.5.1 密度 |
| 4.5.2 比热 |
| 4.5.3 热膨胀 |
| 4.5.4 热扩散 |
| 4.5.5 热导率 |
| §4.6 光学性质 |
| 4.6.1 吸收光谱 |
| 4.6.2 荧光光谱 |
| 4.6.3 荧光寿命 |
| §4.7 激光性能 |
| §4.8 小结 |
| 第五章 Yb:CaYAl_3O_7晶体的生长、光谱性质和激光性能研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 晶体生长 |
| §5.3 掺杂浓度与分凝系数 |
| §5.4 单晶质量 |
| §5.5 热学性质 |
| 5.5.1 密度 |
| 5.5.2 比热 |
| 5.5.3 热膨胀 |
| 5.5.4 热扩散 |
| 5.5.5 热导率 |
| §5.6 光学性质 |
| 5.6.1 吸收光谱 |
| 5.6.2 荧光光谱 |
| 5.6.3 荧光寿命 |
| §5.7 激光输出 |
| §5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 主要结论 |
| §6.2 主要创新点 |
| §6.3 有待深入研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 攻读学位期间获得的奖励 |
| 攻读学位期间参加的会议 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）2.6-3.0μm新型Er3+掺杂激光晶体生长与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 中红外激光的特性与应用 |
| 1.3 中红外固体激光技术的发展历程与产生方式 |
| 1.3.1 发展历程 |
| 1.3.2 产生方法分类 |
| 1.3.3 RE~(3+)掺杂中红外晶体的研究进展 |
| 1.4 Er~(3+):GSAG和YSAG选题依据 |
| 1.4.1 GSAG和YSAG基质 |
| 1.4.2 Er~(3+)离子特性 |
| 1.5 Er~(3+):GSAG和YSAG晶体的研究现状 |
| 1.6 论文选题的目的与内容 |
| 第二章 实验研究方法 |
| 2.1 提拉法技术简介 |
| 2.1.1 提拉法生长原理 |
| 2.1.2 主要仪器与设备 |
| 2.1.3 多晶材料制备 |
| 2.1.4 晶体生长实验 |
| 2.2 晶体结构性能表征 |
| 2.2.1 晶体物相、结构表征 |
| 2.2.2 X射线摇摆曲线 |
| 2.3 晶体的物理性能表征 |
| 2.3.1 密度 |
| 2.3.2 热膨胀系数 |
| 2.3.3 比热 |
| 2.3.4 热导率 |
| 2.4 晶体的热学性能表征 |
| 2.4.1 透过光谱 |
| 2.4.2 晶体的折射率和吸收光谱 |
| 2.4.3 焚光光谱 |
| 2.4.4 焚光寿命 |
| 2.5 抗辐照性能 |
| 2.6 晶体的激光性能表征 |
| 第三章 Er:GSAG激光晶体的生长与性能表征 |
| 3.1 Er:GSAG晶体的生长 |
| 3.2 Er:GSAG晶体粉末XRD的Rietveld法全谱拟合 |
| 3.3 Er:GSAG晶体质量与分凝 |
| 3.4 Er:GSAG晶体的物理性能 |
| 3.4.1 热膨胀系数 |
| 3.4.2 密度 |
| 3.4.3 比热 |
| 3.4.4 热导率 |
| 3.5 光谱表征 |
| 3.5.1 Er:GSAG晶体透过谱和折射率 |
| 3.5.2 J-O理论计算 |
| 3.5.3 Er:GSAG晶体光谱实验与结果分析 |
| 3.6 Er:GSAG晶体抗辐照性能表征 |
| 3.6.1 Er:GSAG晶体γ射线的辐照实验 |
| 3.6.2 吸收光谱抗辐照性能 |
| 3.6.3 荧光抗辐照性能 |
| 3.6.4 荧光寿命抗辐照表征 |
| 3.7 Er:GSAG晶体激光实验与结果分析 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 Er, Pr:GSAG激光晶体的生长与性能表征 |
| 4.1 Er,Pr:GSAG晶体的生长 |
| 4.2 晶体的结构与质量表征 |
| 4.2.1 X射线衍射分析 |
| 4.2.2 晶胞参数 |
| 4.3 Er, Pr:GSAG晶体质量与分凝表征 |
| 4.3.1 晶体的分凝系数 |
| 4.3.2 晶体质量 |
| 4.4 Er,Pr:GSAG晶体透过谱和折射率 |
| 4.5 Er,Pr:GSAG晶体光谱实验与结果分析 |
| 4.5.1 中红外波段 |
| 4.5.2 可见和近红外波段的荧光光谱 |
| 4.6 Er, Pr:GSAG晶体抗辐照性能表征 |
| 4.6.1 透过吸收光谱抗辐照性能表征 |
| 4.6.2 荧光光谱抗辐照性能表征 |
| 4.7 Er,Pr:GSAG晶体激光实验与结果分析 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 Er,Pr:YSAG激光晶体的生长与性能表征 |
| 5.1 Er, Pr:YSAG晶体的生长 |
| 5.2 Er离子和Pr离子在YSAG晶体的分凝 |
| 5.3 Er, Pr:YSAG晶体粉末XRD的Rietveld法全谱拟合 |
| 5.4 Er:GSAG晶体的物理性能 |
| 5.4.1 比热 |
| 5.4.2 热导率 |
| 5.5 Er, Pr:YSAG晶体的折射率和吸收光谱表征 |
| 5.5.1 Er, Pr:YSAG晶体的透过光谱 |
| 5.5.2 Er, Pr:YSAG晶体的折射率 |
| 5.5.3 Er,Pr:YSAG晶体的吸收系数 |
| 5.6 Er, Pr:YSAG晶体发光光谱表征 |
| 5.7 Er, Pr:YSAG晶体激光实验与结果分析 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）新型激光晶体Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG的生长及光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 空间辐照环境 |
| 1.2 辐照损伤产生的缺陷色心 |
| 1.3 γ射线的辐照效应 |
| 1.4 色心检测的方法 |
| 1.4.1 常规光谱法 |
| 1.4.2 热致发光法 |
| 1.4.3 拉曼散射 |
| 1.5 高均匀性及抗辐射大尺寸激光晶体的研究现状 |
| 1.5.1 Nd:YAG晶体 |
| 1.5.2 Nd:GGG晶体 |
| 1.5.3 Nd:GSGG和Nd,Cr:GSGG晶体 |
| 1.6 论文的研究内容和意义 |
| 第2章 提拉法生长晶体概述 |
| 2.1 提拉生长装置 |
| 2.2 晶体生长影响因素 |
| 2.3 提拉法的优缺点 |
| 本章小结 |
| 第3章 晶体生长、结构、质量表征和分凝 |
| 3.1 晶体生长工艺流程 |
| 3.1.1 多晶原料的制备 |
| 3.1.2 晶体生长 |
| 3.2 质量表征-X射线摇摆曲线 |
| 3.3 晶体中Nd~(3+)的分凝系数 |
| 3.4 晶体结构 |
| 3.4.1 X射线粉末衍射分析 |
| 3.4.2 Rietveld全谱拟合 |
| 3.5 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体密度的测定 |
| 本章小结 |
| 第4章 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体的光谱特性及激光性能研究 |
| 4.1 Judd-Ofelt理论 |
| 4.2 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体的J-O理论计算 |
| 4.2.1 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体的吸收光谱及吸收截面 |
| 4.2.2 Judd-Ofelt理论分析结果 |
| 4.3 荧光寿命及荧光量子产率 |
| 4.4 荧光光谱与受激发射截面 |
| 4.5 Cr,Nd:GSAG晶体中Cr~(3+)与Nd~(3+)之间的能量传递 |
| 4.6 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体的激光性能 |
| 本章小结 |
| 第5章 Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG晶体的热导率 |
| 5.1 固体导热机理 |
| 5.2 晶体的热导率测试 |
| 本章小结 |
| 第6章 Nd:GSAG和Cr,Nd: GSAG晶体的抗辐照性能 |
| 6.1 透射光谱测试结果 |
| 6.2 荧光光谱测试结果 |
| 6.3 荧光寿命测试结果 |
| 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、闪光灯泵浦Nd~(3+):GGG 激光特性研究（论文参考文献）
- [1]Er,Pr:YLF、Er:LLF和Er:YAP晶体2.7μm波段激光特性研究[D]. 孙政达. 山东大学, 2021(12)
- [2]翠绿宝石全固态激光器研究[D]. 关晨. 山东大学, 2021(11)
- [3]Ho3+,Pr3+-共掺氟化物晶体3μm波段激光特性研究[D]. 聂鸿坤. 山东大学, 2020(10)
- [4]2-3μm波段CNGS类激光晶体的探索及物化性能研究[D]. 马聪宇. 山东大学, 2020(11)
- [5]二极管泵浦的Nd掺杂铝酸盐无序晶体脉冲激光特性研究[D]. 陈章云. 深圳大学, 2020(10)
- [6]2.79微米铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体生长及性能研究[D]. 方忠庆. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [7]钕掺杂含镓石榴石晶体的研究进展[J]. 刘运连,狄聚青,朱刘,王春泉,滕飞. 材料研究与应用, 2018(04)
- [8]新型黄长石CaYAl3O7晶体的生长及其光电特性研究[D]. 李阳. 山东大学, 2018(11)
- [9]2.6-3.0μm新型Er3+掺杂激光晶体生长与性能研究[D]. 陈媛芝. 中国科学技术大学, 2018(11)
- [10]新型激光晶体Nd:GSAG和Cr,Nd:GSAG的生长及光学性能研究[D]. 许晋瑞. 中国科学技术大学, 2017(01)