Yb离子掺杂浓度对YAG晶体光谱性质的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

1960年世界上第一台红宝石激光器问世，科学家们不断研究探讨固体激光器的理论，激光器技术获得了飞速的发展。如今随着科技的发展激光器的技术也不断推新，现代化的高功率大能量固体激光器是研究的主要目标，其在军事，能源，工业，加工等方面有重要的应用。

1878年，由瑞士化学马里纳克（j.c.g.marignac）首先分离出镱的化合物，他又从铒土中分离出一个新元素的氧化物，把这个新元素成为ytterbium，符号为yb，我们翻译为镱。这一名称和钇、铒、铽的命名一样，都是来自首先发现了钇矿的瑞典的乙特比（ytterby）小镇。

yb³ 离子的能级结构比较简单 ,一些对激光性能不利的因素 ,如激发态吸收、交叉驰豫 、上转换等过程均不存在. 量子缺陷低,这将导致大的本征激光斜率效率,降低了材料中的热负荷，荧光寿命长, 有利于储能. 另外yb³ 离子吸收带在 0. 9 ～ 1. 1 μm 波长范围 ,吸收线宽 ,能与 ingaasld 泵浦源有效耦合而无需严格的温度控制,这有利于实现半导体泵浦的高效、高功率、集成化的全固态激光器。

2. 研究内容和预期目标

经过研究表明，将yb³ 离子掺杂进yag晶体后，yb³ 取代了y³ ，在一定程度上产生了诱导晶体变形。而且yb³ 离子浓度会对其众多光谱参数，光谱性能产生影响，对于yb³ 离子的掺杂浓度也有一定的讨论

3. 研究的方法与步骤

一、晶体生长采用中频感应提拉法，铱坩埚加热，选择111方向的纯yag晶体做为籽晶，高纯氮气作为保护气体。晶体完整无宏观缺陷，用激光束照射晶体，晶体内部未发现散射颗粒。生长完成的晶体毛胚为蓝绿色，高温氧气气氛退火后，晶体变为无色透明。

通过x射线衍射（xrd）进行相鉴定，并通过扫描电子显微镜表征表面形态。

4. 参考文献

[1] [1]卢利平，李建立，曾繁明，等.提拉法生长yb:yag晶体及其性能表征[j].长春理工大学学报，2004，27(4):17-19.

[2]刘晓阳，刘伟，刘景和，等. yb:yag激光晶体生长与开裂分析[j].长春理工大学学报，2005，28(4): 113-116.

[3]杨培志，邓佩珍，殷之文，等. yb:yag晶体的生长缺陷及位错走向[j].人工晶体学报，2000，29(4):399-403.

5. 计划与进度安排

1．2022.12.9～2022.3.1学生与指导老师见面，根据指导老师的建议查阅文献资料；

2．2022.3.2～2022.3.8开学后，向指导老师汇报情况，并根据任务书写出开题报告；

3．2022.3.9～2022.5.17学生根据调研资料和指导老师要求进行实验，并进行数据分析，及时与教师交流实验进展，及时解决出现的问题；