專(zhuān)利名稱(chēng)：雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)。
背景技術(shù)：
激光介質(zhì)是指能夠產(chǎn)生受激輻射的材料，是激光器的核心組成部分。傳統(tǒng) 的激光介質(zhì)是同 一單晶或玻璃的單一整體，在此單晶或玻璃內(nèi)部沒(méi)有任何機(jī)械、 光學(xué)、化學(xué)加工或處理。隨著高功率激光器的發(fā)展，這種激光介質(zhì)受到散熱， 應(yīng)力，尺寸等的限制，限制了激光功率和光束質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)，以克服現(xiàn)有工作物 質(zhì)受到散熱，應(yīng)力，尺寸等的限制，限制了激光功率和光束質(zhì)量的不足。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)，是二塊單端或三塊三端同類(lèi)晶體介質(zhì)復(fù) 合生長(zhǎng)在一起的晶體整體，所述的晶體介質(zhì)為選自以下之一
1) 釩酸禮(GdV04) +#參釹夙酸禮(Nd: GdV04)
2) 釩酸釓(GdV04) +摻釹鞏酸禮(Nd: GdV04) +釩酸軋(GdV04) 其中Nd的摩爾濃度在0. 1%與3%之間。
本發(fā)明所述的雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)的制備方法將摻雜與不摻雜的 相同類(lèi)介質(zhì)，通過(guò)兩次或多次生長(zhǎng)，復(fù)合生長(zhǎng)晶體生長(zhǎng)方向?yàn)锳軸生長(zhǎng)，最終 生長(zhǎng)出界面平整，分界清晰的雙端和三端的復(fù)合晶體介質(zhì)；技術(shù)要求在于生長(zhǎng) 白頭即不摻雜GdV04單晶必須是平界面生長(zhǎng)，在完成整個(gè)GdV04生長(zhǎng)過(guò)程后通 過(guò)46小時(shí)的分段恒溫及降溫過(guò)程，首先完成GdV04的無(wú)散射平界面的生長(zhǎng)單晶，
3并且充分退火消除晶體內(nèi)部應(yīng)力，然后將GdV04單晶作為^f晶去生長(zhǎng)Nd: GdV04 單晶，這一過(guò)程即完成了白頭晶體的生長(zhǎng)過(guò)程(即雙端晶體的復(fù)合生長(zhǎng))；接下 來(lái)如果GdV04+Nd: GdV04復(fù)合晶體也完全完成平界面生長(zhǎng)，即可再行退火消除 GdV04+Nd: GdV04晶體的內(nèi)應(yīng)力，接著在以GdV04+Nd: GdV04作為籽晶去生長(zhǎng) 復(fù)合晶體GdV04+Nd: GdV04+ GdV04 ; 直到生長(zhǎng)出三端復(fù)合晶體 GdV04+Nd: GdV04+GdV04,三端復(fù)合晶體界面平整清晰無(wú)散射無(wú)生長(zhǎng)紋，晶體內(nèi)部 結(jié)構(gòu)均勻，實(shí)現(xiàn)晶體界面的確結(jié)合完全是同類(lèi)分子間的結(jié)合。通常Nd:GdV04的 生長(zhǎng)溫度為182CTC ，而GdV04的生長(zhǎng)溫度為1860°C,生長(zhǎng)復(fù)合晶體的溫度為1840 °C;這樣保證晶體生長(zhǎng)界面位錯(cuò)小，不散射，生長(zhǎng)結(jié)合部平整晶體結(jié)合部生長(zhǎng)時(shí) 禁止提拉，同時(shí)恒溫生長(zhǎng)30分鐘；當(dāng)晶體生長(zhǎng)光圈變?yōu)榕c生長(zhǎng)Nd: GdV04晶體相 符合時(shí)可繼續(xù)進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，復(fù)合晶體的生長(zhǎng)速度為1.2毫米/小時(shí)；退火降溫 速率分為5段第一段降溫16小時(shí)，速率2(TC/小時(shí)；第二段降溫8小時(shí)，速 率WC/小時(shí)；第三段降溫6小時(shí)，速率8(TC/小時(shí)；第四段降溫4小時(shí)，速率 100。C/小時(shí)；第五段降溫2小時(shí)，速率200。C/小時(shí)；當(dāng)溫度顯示只有不到80度 時(shí)關(guān)閉電源，半小時(shí)后才可以開(kāi)爐取晶體，退火時(shí)間要在36小時(shí)以上，時(shí)間越 長(zhǎng)，晶體內(nèi)應(yīng)力就越小，晶體開(kāi)裂可能性就越小。
本發(fā)明的有益效果為單端或雙端同類(lèi)晶體介質(zhì)是通過(guò)生長(zhǎng)將它們結(jié)合在 一起，而非熱鍵合或光膠，完全實(shí)現(xiàn)分子間永久生長(zhǎng)在一起，復(fù)合晶體的過(guò)渡 面光學(xué)特性及透過(guò)率與理論透過(guò)相符合，生長(zhǎng)后的復(fù)合晶體可經(jīng)受任何的光學(xué) 及機(jī)械加工；有利于復(fù)合介質(zhì)元件的冷卻，因?yàn)榻橘|(zhì)的單端或雙端為未摻雜的 激光激活離子介質(zhì)，它對(duì)泵浦光不產(chǎn)生吸收，可作為熱沉散熱；有利于裝夾結(jié) 構(gòu)和冷卻設(shè)計(jì)，不會(huì)因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)而影響介質(zhì)的增益；由于未摻雜端對(duì)激光和
泵浦光都沒(méi)有吸收，工作時(shí)減小了熱透鏡效應(yīng)的影響，從而提高了光學(xué)質(zhì)量； 泵浦光及激光通過(guò)未摻雜的晶體端為吸收，這樣一來(lái)就提高了晶體的抗激光損 傷能力，也提高了激光效率；由于熱透鏡效應(yīng)的減小及抗激光損傷能力的提高， 就為更高功率的器件提供了保障。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明另 一 實(shí)施例所述雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)，是二 塊單端同類(lèi)晶體介質(zhì)復(fù)合生長(zhǎng)在一起的晶體整體，所述的晶體介質(zhì)為 GdV04+Nd:GdV04,其中Nd的摩爾濃度在0. 1%與3°/。之間。將摻雜與不摻雜的相 同類(lèi)介質(zhì)，通過(guò)兩次或多次生長(zhǎng)，最終生長(zhǎng)出界面平整，分界清晰的雙端復(fù)合 晶體介質(zhì)；技術(shù)要求在于生長(zhǎng)白頭即不摻雜GdV04單晶必須是平界面生長(zhǎng)，在 完成整個(gè)GdV04生長(zhǎng)過(guò)程后通過(guò)46小時(shí)的分段恒溫及降溫過(guò)程，首先完成GdV04 的無(wú)散射平界面的生長(zhǎng)單晶，并且充分退火消除晶體內(nèi)部應(yīng)力，然后將GdV04 單晶作為籽晶去生長(zhǎng)Nd:GdV04單晶，這一過(guò)程即完成了白頭晶體的生長(zhǎng)過(guò)程 (即雙端晶體的復(fù)合生長(zhǎng))。
如圖2所示，本發(fā)明另一實(shí)施例所述的一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)， 是三塊三端同類(lèi)晶體介質(zhì)復(fù)合生長(zhǎng)在一起的晶體整體，所述的晶體介質(zhì)為 GdV04+Nd: GdV04+GdV04，其中Nd的摩爾濃度在0. 1%與3%之間。以GdV04+Nd: GdV04作為籽晶去生長(zhǎng)復(fù)合晶體GdV04+Nd:GdV04+GdV04,直到生長(zhǎng)出三端復(fù)合 晶體GdV04+Nd:GdV04+GdV04，三端復(fù)合晶體界面平整清晰無(wú)散射無(wú)生長(zhǎng)紋，晶 體內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，實(shí)現(xiàn)晶體界面的確結(jié)合完全是同類(lèi)分子間的結(jié)合。
權(quán)利要求
1、一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)，其特征在于其是二塊單端或三塊三端同類(lèi)晶體介質(zhì)復(fù)合生長(zhǎng)在一起的晶體整體，所述的晶體介質(zhì)為選自以下之一1)GdVO4+Nd:GdVO4；2)GdVO4+Nd:GdVO4+GdVO4，其中Nd的摩爾濃度在0.1％與3％之間。
2、 權(quán)利要求1所述的雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)的制備方法，其特征在于 將摻雜與不摻雜的相同類(lèi)介質(zhì)，通過(guò)兩次或多次生長(zhǎng)，復(fù)合生長(zhǎng)晶體生長(zhǎng)方向 為A軸生長(zhǎng)，最終生長(zhǎng)出界面平整，分界清晰的雙端和三端的復(fù)合晶體介質(zhì)； 其中不摻雜GdV04單晶是平界面生長(zhǎng)，在完成整個(gè)GdV04生長(zhǎng)過(guò)程后通過(guò)46小 時(shí)的分段恒溫及降溫過(guò)程，首先完成GdV04的無(wú)散射平界面的生長(zhǎng)單晶，并且 充分退火消除晶體內(nèi)部應(yīng)力，然后將GdV04單晶作為籽晶去生長(zhǎng)Nd: GdV04單 晶；接著以GdV04+Nd: GdV04作為籽晶去生長(zhǎng)復(fù)合晶體GdV04+Nd: GdV04+GdV04, 直到生長(zhǎng)出三端復(fù)合晶體GdV04+Nd: GdV04+GdV04。
3、 權(quán)利要求2所述的雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)的制備方法，其特征在于 Nd:GdV04的生長(zhǎng)溫度為1820°C， GdV04的生長(zhǎng)溫度為1860°C,生長(zhǎng)復(fù)合晶體的 溫度為1840°C;當(dāng)晶體生長(zhǎng)光圈變?yōu)榕c生長(zhǎng)Nd: GdV04晶體相符合時(shí)可繼續(xù)進(jìn)行 晶體生長(zhǎng)，復(fù)合晶體的生長(zhǎng)速度為1. 2毫米/小時(shí)；退火降溫速率分為5段第一 段降溫16小時(shí)，速率2(TC/小時(shí)；第二段降溫8小時(shí)，速率6(TC/小時(shí)；第三段 降溫6小時(shí)，速率8(TC/小時(shí)；第四段降溫4小時(shí)，速率10(TC/小時(shí)；第五段降 溫2小時(shí)，速率200。C/小時(shí)；當(dāng)溫度顯示只有不到80度時(shí)關(guān)閉電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙端均復(fù)合生長(zhǎng)型激光介質(zhì)，是二塊單端或三塊三端同類(lèi)晶體介質(zhì)復(fù)合生長(zhǎng)在一起的晶體整體，所述的晶體介質(zhì)為選自以下之一1)GdVO₄+Nd:GdVO₄；2)GdVO₄+Nd:GdVO₄+GdVO₄，其中Nd的濃度在0.1％與3％(摩爾分?jǐn)?shù))之間。本發(fā)明的有益效果為單端或雙端同類(lèi)晶體介質(zhì)是通過(guò)生長(zhǎng)將它們結(jié)合在一起，而非熱鍵合或光膠，完全實(shí)現(xiàn)分子間永久生長(zhǎng)在一起，復(fù)合晶體的過(guò)渡面光學(xué)特性及透過(guò)率與理論透過(guò)相符合，生長(zhǎng)后的復(fù)合晶體可經(jīng)受任何的光學(xué)及機(jī)械加工。
文檔編號(hào)H01S3/02GK101465510SQ20091000069
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者毅 彭 申請(qǐng)人:毅 彭