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摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體及其制備方法與應(yīng)用與流程

文檔序號:12014959閱讀:367來源:國知局
摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體及其制備方法與應(yīng)用與流程
本發(fā)明涉及一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體及其制備方法與應(yīng)用,屬于激光與非線性光學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù):
全固態(tài)綠光激光器在激光生物醫(yī)學(xué)、激光彩色顯示、激光高密度數(shù)據(jù)存儲、激光光譜學(xué)、激光打印、激光水下成像與通訊等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。激活離子Nd3+對應(yīng)的4F3/2→4F11/2四能級結(jié)構(gòu)躍遷譜線(1.06μm)增益強、發(fā)射截面大、效率高。商用半導(dǎo)體激光器(GaAs/GaAlAs,~808nm)泵浦的摻Nd3+的YAG、YVO4、YLF和YAP等激光晶體輸出功率已經(jīng)達到很高水平并且實現(xiàn)了1.06μm固體激光器商業(yè)化。目前,實現(xiàn)全固態(tài)綠激光光源0.530μm的主要是用KTP和LBO倍頻晶體倍頻上述1.06μm激光得到,具有效率高、光束好、體積小、穩(wěn)定性高和壽命長等優(yōu)點。獲得可見光的另一種重要方式是采用激光自倍頻技術(shù)。所謂自倍頻晶體,就是增益介質(zhì)本身還具有非線性光學(xué)的性能,它能利用基質(zhì)的非線性效應(yīng)把激活離子受激輻射產(chǎn)生的基頻光進行頻率轉(zhuǎn)換,得到倍頻光。因此,這類晶體必須是不具有對稱中心,而且按照相位匹配方向加工。與同時使用激光晶體和倍頻晶體的激光器相比,自倍頻激光器的特點是體積小,結(jié)構(gòu)簡單,光路調(diào)整容易,特別是造價低的優(yōu)勢使其具有重要的應(yīng)用前景。目前實現(xiàn)自倍頻綠光激光運轉(zhuǎn)的晶體主要有Nd:MgO:LiNbO3、NdxY1-xAl3(BO3)4和Nd:ReCaO4(BO3)3(Re:Y和Gd)。盡管LiNbO3晶體的有效非線性系數(shù)很大(deff=5.3pm/V),但是由于光折變效應(yīng)的存在使該晶體易產(chǎn)生光損傷。雖然可以通過在晶體中摻MgO來減弱這種效應(yīng),但同時也影響了晶體的光學(xué)質(zhì)量,限制了Nd3+的摻雜濃度。NdxY1-xAl3(BO3)4(NYAB)晶體的不足之處是不易獲得高光學(xué)質(zhì)量的大塊單晶。這主要是因為Nd3+離子和Y3+離子的半徑相差較大,而且NYAB并非NAB和YAB的均勻固熔體,而是NAB或者YAB晶體與NYAB晶體的復(fù)合體。這就造成NYAB晶體中許多結(jié)構(gòu)性缺陷,還使晶體的電軸轉(zhuǎn)動,晶體中產(chǎn)生電雙晶。另外NYAB在530nm處的吸收較強,對自倍頻輸出非常不利。Nd:ReCaO4(BO3)3(Re:Y和Gd)晶體雖然具有較大的有效非線性系數(shù)但是晶體的對稱性低,熱學(xué)性質(zhì)各向異性較強,實際應(yīng)用控溫要求高。因此,迫切有必要探索綜合性能優(yōu)良的激光自倍頻晶體。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體。本發(fā)明還提供一種上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的制備方法。本發(fā)明還提供一種上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的應(yīng)用。實際應(yīng)用中將Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體沿1066nm相位匹配方向加工成倍頻器件。本發(fā)明自倍頻綠激光器(輸出波長533nm)是利用商用半導(dǎo)體激光器(LD,中心波長808nm)泵浦的上述倍頻器件得到。該激光器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、穩(wěn)定性好、壽命長、體積小、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點,有利于自倍頻綠光激光器發(fā)展和應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:專業(yè)技術(shù)術(shù)語:1.倍頻(SHG)光學(xué)倍頻又稱光學(xué)二次諧波,是指由于光與非線性媒質(zhì)(一般是晶體)相互作用,使頻率為ω的基頻光轉(zhuǎn)變?yōu)?ω的倍頻光的現(xiàn)象。這是一種常見而重要的二階非線性光學(xué)效應(yīng)。2.自倍頻(SFD)所謂自倍頻,就是增益介質(zhì)本身還具有非線性光學(xué)的性能,它能利用基質(zhì)的非線性效應(yīng)把激活離子受激輻射產(chǎn)生的基頻光進行頻率轉(zhuǎn)換,得到倍頻光。因此,這類晶體必須是不具有對稱中心,而且按照相位匹配方向加工。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體,其中,A為Ca或Sr,所述B為Nb或Ta;根據(jù)上述記載,Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體包括:Nd:Ca3TaGa3Si2O14、Nd:Sr3TaGa3Si2O14、Nd:Sr3NbGa3Si2O14和Nd:Ca3NbGa3Si2O14,該四種晶體均能實現(xiàn)自倍頻。本發(fā)明還提供一種上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的制備方法本發(fā)明還提供一種上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的應(yīng)用,采用商用的中心波長為808nm的半導(dǎo)體激光器泵浦(LD),利用摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列晶體其增益介質(zhì)及非線性光學(xué)的性能,獲得輸出波長533nm的綠光自倍頻激光,該激光器具有轉(zhuǎn)化效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、小型化、可靠性高、壽命長等優(yōu)點。發(fā)明詳述一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式A3BGa3Si2O14系列晶體,其中晶體化學(xué)式Nd:A3BGa3Si2O14其中,A為Ca或Sr,所述B為Nb或Ta。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體中,釹離子的摻雜濃度為0.3~10at%。一種上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的制備方法,包括如下步驟:(1)按照現(xiàn)有技術(shù)進行化學(xué)計量比配料,然后依次進行混料、燒料、壓料、再燒料步驟,充分固相反應(yīng)后得到Nd:A3BGa3Si2O14多晶;(2)將上述得到的Nd:A3BGa3Si2O14多晶放到銥金坩堝里,采用高溫單晶提拉爐進行生長,生長成為摻釹A3BGa3Si2O14晶體;(3)對所述的Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體進行切角加工。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(2)中,采用高溫單晶提拉爐進行生長,其生長速度為0.2~2mm/h,晶體旋轉(zhuǎn)速度為5~20r/min,生長時間為3~7天,生長成為Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(2)中,待所述Nd:A3BGa3Si2O14晶體生長結(jié)束后,將上述得到的Nd:A3BGa3Si2O14系列晶體進行退火,退火溫度在1000-1400℃。此處設(shè)計的優(yōu)點是為了提高晶體的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(2)中,待所述Nd:A3BGa3Si2O14多晶生長結(jié)束后,將高溫單晶提拉爐按10~50℃/h的降溫速率降至16-26℃后取出晶體。對生長的摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體進行熒光譜測試,發(fā)現(xiàn)其最強熒光發(fā)射峰在1066nm附近,因此激光自倍頻器件中需要按照1066nm的相位匹配方向計算和加工。具體1066nm倍頻切角的表示方法(θ,φ),上述切角遵循晶體學(xué)的國際慣例,前一個角度θ是為空間切割方向與空間坐標(biāo)系中Z軸的夾角,后一個角度φ為空間切割方向在空間坐標(biāo)系中XY平面內(nèi)的投影與X軸的夾角,其中X軸、Y軸和Z軸為三維空間的坐標(biāo)軸。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(3)中,當(dāng)所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體為Nd:Ca3TaGa3Si2O14時,1066nm倍頻切角范圍為(33°≤θ≤43°,25°≤φ≤35°)和(56°≤θ≤66°,0°≤φ≤5°),沿該切角將Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。考慮到晶體定向、加工和儀器誤差,Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體的具體切角范圍為(28°≤θ≤48°,20°≤φ≤40°)和(51°≤θ≤71°,0°≤φ≤10°),沿該切角加工成自倍頻器件。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(3)中,當(dāng)所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體為Nd:Sr3NbGa3Si2O14時,1066nm倍頻具體切角范圍為(40°≤θ≤60°,20°≤φ≤40°)和(52°≤θ≤72°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Sr3NbGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(3)中,當(dāng)所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體為Nd:Sr3TaGa3Si2O14時,1066nm倍頻具體切角范圍為(22°≤θ≤42°,20°≤φ≤40°)和(53°≤θ≤73°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Sr3TaGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述步驟(3)中,當(dāng)所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體為Nd:Ca3NbGa3Si2O14時,1066nm倍頻具體切角范圍為(30°≤θ≤50°,20°≤φ≤40°)和(42°≤θ≤62°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Ca3NbGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。上述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體的應(yīng)用:一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器,包括商用中心波長808nmLD,所述商用中心波長808nmLD泵浦所述摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列自倍頻晶體器件,以獲得的綠光激光。所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中心輸出波長在533nm附近。所述泵浦LD工作方式為脈沖運轉(zhuǎn)或連續(xù)運轉(zhuǎn),或者采用輸出波長可調(diào)諧到808nm鈦寶石激光器當(dāng)泵浦。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:將摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體放置到中心開槽的水冷夾具內(nèi),所述摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體的前后通光面保持通光狀態(tài),其它面被銀箔包圍便于散熱,然后把所述中心開槽的水冷夾具放置到激光諧振腔內(nèi),其中諧振腔入射鏡鍍有808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,諧振腔輸出鏡鍍有808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜;用LD發(fā)射的808nm的激光通過所述諧振腔入射鏡直接端面泵浦摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體,諧振腔輸出鏡后端產(chǎn)生波長為533nm的自倍頻綠光。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體器件的泵浦光入射面鍍808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,出射面鍍808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜。此處設(shè)計的優(yōu)點在于,使摻釹A3BGa3Si2O14系列自倍頻晶體器件前后端面自成激光諧振腔,通過縮短諧振腔長度來減少激光器體積,同時能夠提高激光器綠光輸出功率。本發(fā)明的優(yōu)點在于:1、本發(fā)明所述摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列自倍頻晶體,容易生長、激光性能好、非線性系數(shù)和容許角大、熱學(xué)性質(zhì)優(yōu)越,本發(fā)明自倍頻綠激光器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點。2、本發(fā)明所述摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列自倍頻晶體綠激光器輸出中心波長是533nm,與其它Nd:MgO:LiNbO3、NdxY1-xAl3(BO3)4和Nd:ReCaO4(BO3)3(Re:Y和Gd)自倍頻晶體綠光激光器發(fā)射波長不同。附圖說明圖1、摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列晶體自倍頻器件加工示意圖;圖2、基于摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列自倍頻晶體綠光激光器,晶體前后放置適當(dāng)?shù)耐哥R;圖3、基于摻釹A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr;B=Nb,Ta)系列自倍頻晶體綠光激光器,晶體前后兩端鍍有適當(dāng)?shù)哪は担粓D4、摻釹Ca3TaGa3Si2O14(28°≤θ≤48°,20°≤φ≤40°)自倍頻器件綠光輸出光譜圖;在圖4中,橫坐標(biāo)代表波長,縱坐標(biāo)代表強度,該切向的自倍頻器件能夠獲得532.88nm的綠光;圖5、摻釹Ca3TaGa3Si2O14(51°≤θ≤71°,0°≤φ≤10°)自倍頻器件綠光輸出光譜圖;在圖5中,橫坐標(biāo)代表波長,縱坐標(biāo)代表強度,該切向的自倍頻器件能夠獲得533.13nm的綠光)。具體實施方式:下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明。實施例1、一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式A3BGa3Si2O14系列晶體,其中晶體化學(xué)式Nd:A3BGa3Si2O14其中,A為Ca,所述B為Ta,即為Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體。其中釹離子的摻雜濃度為0.3~10at%。一種上述Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體的制備方法,包括如下步驟:(1)按照現(xiàn)有技術(shù)進行化學(xué)計量比配料,然后依次進行混料、燒料、壓料、再燒料步驟,充分固相反應(yīng)后得到Nd:Ca3TaGa3Si2O14多晶;(2)將上述得到的Nd:Ca3TaGa3Si2O14多晶放到銥金坩堝里,采用高溫單晶提拉爐進行生長,生長成為Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體;(3)對所述的Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體進行切角加工。所述步驟(2)中,采用高溫單晶提拉爐進行生長,其生長速度為0.2~2mm/h,晶體旋轉(zhuǎn)速度為5~20r/min,生長時間為3~7天,生長成為Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體。對生長的摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體進行熒光譜測試,發(fā)現(xiàn)其最強熒光發(fā)射峰在1066nm附近,因此激光自倍頻器件中需要按照1066nm的相位匹配方向計算和加工。具體1066nm倍頻切角的表示方法(θ,φ),上述切角遵循晶體學(xué)的國際慣例,前一個角度θ是為空間切割方向與空間坐標(biāo)系中Z軸的夾角,后一個角度φ為空間切割方向在空間坐標(biāo)系中XY平面內(nèi)的投影與X軸的夾角,其中X軸、Y軸和Z軸為三維空間的坐標(biāo)軸。所述Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體,1066nm倍頻切角范圍為(33°≤θ≤43°,25°≤φ≤35°)和(56°≤θ≤66°,0°≤φ≤5°),沿該切角將Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。考慮到晶體定向、加工和儀器誤差,Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體的切角范圍為(28°≤θ≤48°,20°≤φ≤40°)和(51°≤θ≤71°,0°≤φ≤10°),沿該切角加工成自倍頻器件。晶體器件樣品尺寸為:i×i×lmm3(l代表倍頻方向長度,2≤l≤20;3≤i≤10),通光兩端精拋光,其中拋光度在30′之內(nèi)。上述摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體的應(yīng)用:一種摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體自倍頻綠光激光器,包括商用中心波長808nmLD,所述商用中心波長808nmLD泵浦所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件,以獲得的綠光激光。所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:將摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件放置到中心開槽的水冷夾具內(nèi),所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件的前后通光面保持通光狀態(tài),其它面被銀箔包圍便于散熱,然后把所述中心開槽的水冷夾具放置到激光諧振腔內(nèi),其中諧振腔入射鏡鍍有808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,諧振腔輸出鏡鍍有808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜;采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在10~20℃左右。用LD發(fā)射的808nm的激光通過所述諧振腔入射鏡直接端面泵浦摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件,諧振腔輸出鏡后端產(chǎn)生波長為533nm的自倍頻綠光。實施例2、根據(jù)實施例1所述的Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體的制備方法,其區(qū)別在于,所述步驟(2)中,待所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體生長結(jié)束后,將上述得到的摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體進行退火,退火溫度在1000-1400℃。此處設(shè)計的優(yōu)點是為了提高晶體的質(zhì)量。實施例3、根據(jù)實施例1所述的Nd:Ca3TaGa3Si2O14晶體的制備方法,其區(qū)別在于,所述步驟(2)中,待所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14晶體生長結(jié)束后,將高溫單晶提拉爐按10~50℃/h的降溫速率降至16-26℃后取出晶體。實施例4、一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式A3BGa3Si2O14系列晶體,其中晶體化學(xué)式為A3BGa3Si2O14其中,A為Ca;所述B為Nb,即為Nd:Ca3NbGa3Si2O14晶體。其中釹離子的摻雜濃度為0.3~10at%。一種上述Nd:Ca3NbGa3Si2O14晶體的制備方法,包括如下步驟:(1)按照現(xiàn)有技術(shù)進行化學(xué)計量比配料,然后依次進行混料、燒料、壓料、再燒料步驟,充分固相反應(yīng)后得到摻釹Ca3NbGa3Si2O14多晶;(2)將上述得到的摻釹Ca3NbGa3Si2O14多晶放到銥金坩堝里,采用高溫單晶提拉爐進行生長,生長成為摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體;(3)對所述的摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體進行切角加工。所述步驟(2)中,采用高溫單晶提拉爐進行生長,其生長速度為0.2~2mm/h,晶體旋轉(zhuǎn)速度為5~20r/min,生長時間為3~7天,生長成為摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體。對生長的摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體進行熒光譜測試,發(fā)現(xiàn)其最強熒光發(fā)射峰在1066nm附近,因此激光自倍頻器件中需要按照1066nm的相位匹配方向計算和加工。具體1066nm倍頻切角的表示方法(θ,φ),上述切角遵循晶體學(xué)的國際慣例,前一個角度θ是為空間切割方向與空間坐標(biāo)系中Z軸的夾角,后一個角度φ為空間切割方向在空間坐標(biāo)系中XY平面內(nèi)的投影與X軸的夾角,其中X軸、Y軸和Z軸為三維空間的坐標(biāo)軸。所述Nd:Ca3NbGa3Si2O14晶體,1066nm倍頻具體切角范圍為(30°≤θ≤50°,20°≤φ≤40°)和(42°≤θ≤62°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Ca3NbGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。晶體樣品尺寸為:i×i×lmm3(l代表倍頻方向長度,3≤l≤15;3≤i≤6),通光兩端精拋光,其中拋光度在30′之內(nèi)。上述摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體的應(yīng)用:一種摻釹Ca3NbGa3Si2O14晶體自倍頻綠光激光器,包括商用中心波長808nmLD,所述商用中心波長808nmLD泵浦所述摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件,以獲得的綠光激光。所述摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:將摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件放置到中心開槽的水冷夾具內(nèi),所述摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件的前后通光面保持通光狀態(tài),其它面被銀箔包圍便于散熱,然后把所述中心開槽的水冷夾具放置到激光諧振腔內(nèi),其中諧振腔入射鏡鍍有808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,諧振腔輸出鏡鍍有808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜;采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在10~20℃左右。用LD發(fā)射的808nm的激光通過所述諧振腔入射鏡直接端面泵浦摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件,諧振腔輸出鏡后端產(chǎn)生波長為533nm的自倍頻綠光。實施例5、一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式A3BGa3Si2O14系列晶體,其中晶體化學(xué)式為A3BGa3Si2O14其中,A為Sr;所述B為Ta,即為Nd:Sr3TaGa3Si2O14晶體。其中釹離子的摻雜濃度為0.3~10at%。一種上述Nd:Sr3TaGa3Si2O14晶體的制備方法,包括如下步驟:(1)按照現(xiàn)有技術(shù)進行化學(xué)計量比配料,然后依次進行混料、燒料、壓料、再燒料步驟,充分固相反應(yīng)后得到摻釹Sr3TaGa3Si2O14多晶;(2)將上述得到的摻釹Sr3TaGa3Si2O14多晶放到銥金坩堝里,采用高溫單晶提拉爐進行生長,生長成為摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體;(3)對所述的摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體進行切角加工。所述步驟(2)中,采用高溫單晶提拉爐進行生長,其生長速度為0.2~2mm/h,晶體旋轉(zhuǎn)速度為5~20r/min,生長時間為3~7天,生長出摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體。對生長的摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體進行熒光譜測試,發(fā)現(xiàn)其最強熒光發(fā)射峰在1066nm附近,因此激光自倍頻器件中需要按照1066nm的相位匹配方向計算和加工。具體1066nm倍頻切角的表示方法(θ,φ),上述切角遵循晶體學(xué)的國際慣例,前一個角度θ是為空間切割方向與空間坐標(biāo)系中Z軸的夾角,后一個角度φ為空間切割方向在空間坐標(biāo)系中XY平面內(nèi)的投影與X軸的夾角,其中X軸、Y軸和Z軸為三維空間的坐標(biāo)軸。所述Nd:Sr3TaGa3Si2O14晶體,1066nm倍頻具體切角范圍為(22°≤θ≤42°,20°≤φ≤40°)和(53°≤θ≤73°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Sr3TaGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。晶體器件樣品尺寸為:i×i×lmm3(l代表倍頻方向長度,2≤l≤20;3≤i≤10),通光兩端精拋光,其中拋光度在30′之內(nèi)。上述摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體的應(yīng)用:一種摻釹Sr3TaGa3Si2O14晶體自倍頻綠光激光器,包括商用中心波長808nmLD,所述商用中心波長808nmLD泵浦所述摻釹Sr3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件,以獲得的綠光激光。所述摻釹Sr3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:將摻釹Sr3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件放置到中心開槽的水冷夾具內(nèi),所述摻釹Sr3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件的前后通光面保持通光狀態(tài),其它面被銀箔包圍便于散熱,然后把所述中心開槽的水冷夾具放置到激光諧振腔內(nèi),其中諧振腔入射鏡鍍有808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,諧振腔輸出鏡鍍有808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜;采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在5~20℃左右。用LD發(fā)射的808nm的激光通過所述諧振腔入射鏡直接端面泵浦摻釹Sr3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件,諧振腔輸出鏡后端產(chǎn)生波長為533nm的自倍頻綠光。實施例6、一種摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體,包括由化學(xué)式A3BGa3Si2O14系列晶體,其中晶體化學(xué)式為A3BGa3Si2O14其中,A為Sr;所述B為Nb,即為Nd:Sr3NbGa3Si2O14晶體。其中釹離子的摻雜濃度為0.3~10at%。一種上述Nd:Sr3NbGa3Si2O14晶體的制備方法,包括如下步驟:(1)按照現(xiàn)有技術(shù)進行化學(xué)計量比配料,然后依次進行混料、燒料、壓料、再燒料步驟,充分固相反應(yīng)后得到摻釹Sr3NbGa3Si2O14多晶;(2)將上述得到的摻釹Sr3NbGa3Si2O14多晶放到銥金坩堝里,采用高溫單晶提拉爐進行生長,生長成為摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體;(3)對所述的摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體進行切角加工。所述步驟(2)中,采用高溫單晶提拉爐進行生長,其生長速度為0.2~2mm/h,晶體旋轉(zhuǎn)速度為5~20r/min,生長時間為3~7天,生長成為摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體。對生長的摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體進行熒光譜測試,發(fā)現(xiàn)其最強熒光發(fā)射峰在1066nm附近,因此激光自倍頻器件中需要按照1066nm的相位匹配方向計算和加工。具體1066nm倍頻切角的表示方法(θ,φ),上述切角遵循晶體學(xué)的國際慣例,前一個角度θ是為空間切割方向與空間坐標(biāo)系中Z軸的夾角,后一個角度φ為空間切割方向在空間坐標(biāo)系中XY平面內(nèi)的投影與X軸的夾角,其中X軸、Y軸和Z軸為三維空間的坐標(biāo)軸。所述Nd:Sr3NbGa3Si2O14晶體,1066nm倍頻具體切角范圍為(40°≤θ≤60°,20°≤φ≤40°)和(52°≤θ≤72°,0°≤φ≤10°),沿該切角將Nd:Sr3NbGa3Si2O14晶體加工成自倍頻器件。晶體樣品尺寸為:i×i×lmm3(l代表倍頻方向長度,3≤l≤15;3≤i≤6),通光兩端精拋光,其中拋光度在30′之內(nèi)。上述摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體的應(yīng)用:一種摻釹Sr3NbGa3Si2O14晶體自倍頻綠光激光器,包括商用中心波長808nmLD,所述商用中心波長808nmLD泵浦所述摻釹Sr3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件,以獲得的綠光激光。所述摻釹Sr3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:將摻釹Sr3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件放置到中心開槽的水冷夾具內(nèi),所述摻釹Sr3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件的前后通光面保持通光狀態(tài),其它面被銀箔包圍便于散熱,然后把所述中心開槽的水冷夾具放置到激光諧振腔內(nèi),其中諧振腔入射鏡鍍有808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,諧振腔輸出鏡鍍有808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜;采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在5~20℃左右。用LD發(fā)射的808nm的激光通過所述諧振腔入射鏡直接端面泵浦摻釹Sr3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件,諧振腔輸出鏡后端產(chǎn)生波長為533nm的自倍頻綠光。實施例7、如實施例1所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:在所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件的泵浦光入射面鍍808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,出射面鍍808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜,然后放到特制的晶體夾具上(晶體的前后通光面保持通光狀態(tài),其他四個面被銀箔包圍便于散熱)。采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在10~20℃左右。采用連續(xù)輸出的LD(808nm)泵浦,調(diào)整夾具位置,使激光(808nm)沿晶體倍頻方向通入,在晶體出光端面后面可得到533nm自倍頻綠光。實施例8、如實施例4所述摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:在所述摻釹Ca3NbGa3Si2O14自倍頻晶體器件的泵浦光入射面鍍808nm增透膜、532nm高反膜、1055~1070nm高反膜,出射面鍍808nm高反膜、1055~1070nm高反膜和532nm增透膜,然后放到特制的晶體夾具上(晶體的前后通光面保持通光狀態(tài),其他四個面被銀箔包圍便于散熱)。采用恒溫水箱冷卻控制晶體的溫度在5~20℃左右。采用脈沖輸出的鈦寶石激光器,調(diào)整夾具位置,使LD泵浦光沿晶體倍頻方向通入,在晶體出光端面后面可得到533nm自倍頻綠光。實施例9、如實施例7所述摻釹Ca3TaGa3Si2O14自倍頻晶體器件在所述摻釹A3BGa3Si2O14系列晶體自倍頻綠光激光器中的應(yīng)用:其區(qū)別在于:采用脈沖輸出的鈦寶石激光器,調(diào)整夾具位置,使激光(808nm)沿晶體倍頻方向通入,在晶體出光端面后面可得到533nm自倍頻綠光。
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