钬、铥双掺PLZT透明电光陶瓷光学特性及光放大的研究

摘要

自从世界上第一台激光器发明以来,人们对激光材料的研究就从来没有中断过,其中,透明激光陶瓷作为一种新型的激光材料越来越受到人们的重视。作为第二代陶瓷材料的PLZT透明陶瓷不仅具有显著的电光效应、优良的热学和机械性能而且易于制造、价格低廉、透明度高、通光范围广,受到了各国研究者的青睐,这种材料的出现有可能在未来改变固体激光器市场的格局。而在众多的激光光源中,2.0μm的激光光源是激光领域的研究热点,因为2.0μm的激光与水的吸收峰(1.93μm)非常接近,是进行激光手术的最佳波长,研制便携式、小型化的2.0μm激光医疗器械具有重要的意义;此外,2.0μm激光处于大气窗口,在宇宙探测、光通信方面都具有极大的应用价值。本文对钬、铥双掺PLZT透明陶瓷的电光性能及2.0μm的光放大进行了研究。
　　首先,研究了钬、铥双掺PLZT透明陶瓷的电光性能。第二章介绍了PLZT透明陶瓷的室温相图,测量了钬、铥双掺PLZT透明陶瓷的介电温谱,之后重点研究了钬、铥双掺PLZT透明陶瓷对于532nm,632.8nm,1064nm三种不同信号光的二次电光效应,发现其具有较大的二次电光系数,为PLZT在光器件的应用方面提供了基础。
　　其次,研究了钬、铥掺杂PLZT透明陶瓷的红外发光性能,从理论的角度对其作为2.0μm激光材料的可能性进行了分析。实验方面,测量了不同浓度稀土离子掺杂的PLZT透明陶瓷的吸收光谱、荧光光谱以及荧光寿命;理论方面,在吸收光谱的基础上运用J-O理论计算了钬、铥双掺PLZT透明陶瓷的振子强度参数,并进一步计算了自发辐射几率、荧光分支比、能级寿命等光谱参数。结果表明,钬、铥双掺PLZT透明陶瓷具有良好的红外发光性能,理论上可以作为短波红外2.0μm的激光材料。
　　最后,从实验的角度研究了钬、铥双掺PLZT透明电光陶瓷2.0μm的光放大性能。实验中观察到了材料在2.0μm的光放大现象与拖尾现象,重点研究了光放大增益系数随信号光功率、泵浦光功率以及泵浦激光器温度的变化关系并对结果进行了分析。

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外在该方向的研究现状

1.3 论文的研究目的和意义

1.4 论文的主要研究内容

第2章 钬、铥双掺PLZT透明陶瓷电光特性的研究

2.1 引言

2.2 介电温谱的测量

2.3 钬、铥双掺PLZT透明陶瓷的电光效应

2.4 本章小结

第3章 钬、铥双掺PLZT透明陶瓷红外发光性能的研究

3.1引言

3.2 原子能级与离子间的能量传递

3.3 钬、铥双掺PLZT透明电光陶瓷的光谱性质

3.4 J-O理论简介

3.5 钬、铥双掺PLZT透明电光陶瓷光谱参数的计算

3.6本章小结

第4章 钬、铥双掺PLZT透明电光陶瓷光放大的研究

4.1 引言

4.2 光与物质的相互作用

4.3 光放大实验系统

4.4 实验结果与分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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