镱掺杂钨酸钇钾激光晶体的生长及物性研究

作     者：陈杰 

作者单位：长春理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓凤萍

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：Yb:KYW 晶体生长 光谱性质 激光性能 

摘      要：镱掺杂钨酸钇钾晶体(Yb:KY(WO),简称Yb:KYW)是一种适合LD泵浦的固体激光工作物质,具有量子缺陷低,光-光转换效率高的优点。本文以KWO作为助熔剂,采用顶部籽晶提拉法生长出Yb:KYW晶体(x=0.05,0.10,0.15,0.20),研究了拉速、转速对晶体生长的影响,确定了晶体生长的最佳工艺参数。将生长出的晶体切割、抛光后,进行了一系列结构与光谱性能测试,结果表明,KYbYW晶体具有良好的热稳定性和高的结晶性能。Yb离子在KYbYW晶体中的分凝系数接近1,随着Yb离子掺杂浓度的增加,KYbYW晶体的密度逐渐增加(6.58-6.69g/cm),硬度逐渐减小(431-381N/mm)。KYbYW晶体在980nm处有最大的吸收截面和发射截面,同时晶体的发射峰有明显的红移现象。计算了晶体激光性能参数,计算结果表明KYbYW晶体在1034 nm处具有最大的增益截面,其最小泵浦强度参数I为1.214KW·cm。连续激光实验中,KYbYW晶体实现了1.31W的连续激光输出,对应斜效率44.8%,光-光转换效率24.81%;KYbYW晶体在输出耦合镜透过率1%,吸收泵浦功率达到8.802W时得到最大输出功率1.643W,对应斜效率32.9%,光-光转换效率22.01%;KYbYW晶体和KYbYW晶体斜效率均为23.0%,输出效率趋于饱和。