閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
激光晶體

激光陶瓷的發展曆史

星之球激光 來源:科學網2011-08-08 我要評論(0 )   

早在 20 世紀 60 年代,科學家已經提出高純各向同性的致密陶瓷具有與(yu) 單晶相當的光學性質。 1966 年, E. Carnall 等采用真空熱壓燒結技術製備了光學透明的 Dy:CaF 2 陶...

早在20世紀60年代,科學家已經提出高純各向同性的致密陶瓷具有與(yu) 單晶相當的光學性質。1966年,E. Carnall等采用真空熱壓燒結技術製備了光學透明的Dy:CaF2陶瓷,並且在液氮溫度下實現了激光振蕩,其激光閾值與(yu) 單晶相似。1972年,R. C. Anderson等開發出了NDY (Nd doped Yttralox)陶瓷激光器。隨後的兩(liang) 年中,C. Greskovich用傳(chuan) 統的陶瓷燒結方法製備了更高質量的NDY透明陶瓷,其激光閾值和斜率效率與(yu) 當時的釹玻璃相近。在隨後的20餘(yu) 年中,陶瓷激光材料並沒有受到關(guan) 注,因為(wei) 其性能不及單晶和玻璃基質材料。在早期的Nd:YAG透明陶瓷樣品中,缺陷濃度高(特別是微氣孔),在短波區有很強的散射損耗。這樣也就不難理解為(wei) 何Nd:YAG透明陶瓷在激光振蕩區(1064nm)有很高的透過率,但仍未能實現激光輸出。因為(wei) 該樣品在短波區的透過率不高,光吸收係數較大,亦即存在一定濃度的光散射中心,導致光學諧振腔損耗增加,並使各模式相互耦合產(chan) 生新的本征模式,從(cong) 而提高激光振蕩閾值、降低斜率效率,以及增加光束的發散度。但在優(you) 質的光學晶體(ti) 中,由於(yu) 缺陷濃度低,由散射引起的總吸收係數隨波長的變化不明顯。1995年,激光透明陶瓷才取得突破性的進展,日本學者A. Ikesue等采用固相反應法製備出了高質量的Nd:YAG透明陶瓷,其折射率、熱導率、硬度等物理性能與(yu) Nd:YAG單晶相似。同時他們(men) 研製出世界上第一台Nd:YAG陶瓷激光器,用輸出功率為(wei) 600mW,輸出波長為(wei) 808nmLD,采用端麵泵浦技術泵浦1.1at%Nd:YAG透明陶瓷,其激光閾值僅(jin) 比單晶稍高,斜率效率為(wei) 28%,激光最大輸出功率為(wei) 70mW。隨後A. Ikesue的研究小組係統地研究了釹離子濃度對Nd:YAG透明陶瓷光學性能的影響、Nd:YAG激光透明陶瓷中的散射中心以及#p#分頁標題#e#Nd:YAG透明陶瓷中氣孔體(ti) 積對激光性能的影響。1999年,日本神島化學公司T. Yanagitani的研究小組采用納米技術和真空燒結方法製備了高質量的Nd:YAG透明陶瓷,其吸收、發射和熒光壽命等光學特性與(yu) 單晶幾乎一致。2000年,神島化學公司和日本電氣通信大學的K. Ueda的研究小組一起首次用這種方法實現了高效激光輸出。基於(yu) 這一技術,日本的神島化學公司、日本電氣通信大學、俄羅斯科學院的晶體(ti) 研究所等聯合開發出一係列二極管泵浦的高功率和高效率固體(ti) 激光器,激光輸出功率從(cong) 31W提高到72W88W1.46 KW,光-光轉化效率從(cong) 14.5%提高到28.8%30%42%2005年底,美國達信公司的研究人員研製的Nd:YAG陶瓷激光器獲得了5kW的功率輸出,持續工作時間為(wei) 10s2006年底,美國利弗莫爾國家實驗室的固態熱容激光器采用日本神島化學公司提供的板條狀Nd:YAG透明陶瓷實現了67kW的功率輸出,持續工作時間為(wei) 10s。近年來, Nd:Y2O3Nd:Lu2O3Yb:Sc2O3Yb:Y2O3Yb:Y3ScAl4O12等高質量透明陶瓷又相繼被製備出來,並且實現了激光輸出。

    目前,日本神島化學公司製備的高質量Nd:YAG激光透明陶瓷在世界範圍內(nei) 是領先的。世界上其它國家也投入了大量的人力、物力和財力去開展這一項研究工作,並取得了一定的進展。國內(nei) 研究激光透明陶瓷的單位包括中國科學院上海矽酸鹽研究所、東(dong) 北大學、山東(dong) 大學晶體(ti) 材料研究所、福建物質結構研究所、中非人工晶體(ti) 研究院、四川大學、上海大學等。#p#分頁標題#e#

 

轉載請注明出處。

免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬於(yu) fun88网页下载,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權範圍內(nei) 使 用,並注明"來源:fun88网页下载”。違反上述聲明者,本網將追究其相關(guan) 責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體(ti) ,轉載目的在於(yu) 傳(chuan) 遞更多信息,並不代表本媒讚同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯係我們(men) 刪除。
③ 任何單位或個(ge) 人認為(wei) 本網內(nei) 容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書(shu) 麵權利通知,並提供身份證明、權屬證明、具體(ti) 鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件後,將會(hui) 依法盡快移除相關(guan) 涉嫌侵權的內(nei) 容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀