專利名稱：一種自調(diào)q激光晶體材料及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自調(diào)Q激光晶體材料及其在調(diào)Q脈沖激光領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
高功率、短脈沖和多波長(zhǎng)是當(dāng)今時(shí)代激光發(fā)展的重要方向之一，在納秒和亞納秒范圍內(nèi)具有高功率和高重復(fù)率的激光脈沖在科研、軍事、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，目前已經(jīng)應(yīng)用于激光測(cè)距、遙感、微機(jī)械加工、非線性光學(xué)、微型手術(shù)、污染監(jiān)控、高速全息照相等領(lǐng)域。采用調(diào)Q方式是獲得高峰值功率的有效方法，它的基本原理是周期性的調(diào)制激光諧振腔內(nèi)的閾值，把激光全部能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發(fā)射，從而獲得一個(gè)脈寬為納秒級(jí)的激光巨脈沖。這里的Q是指激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)，即Q = 2 π (諧振腔內(nèi)儲(chǔ)存的能量)/(每振蕩周期損耗的能量)。調(diào)Q方法主要包括電光調(diào)Q技術(shù)、可飽和吸收染料調(diào)Q技術(shù)以及聲光調(diào)Q技術(shù)等。傳統(tǒng)的調(diào)Q脈沖激光器件如

圖1所示，即諧振腔1至少需要兩種調(diào)Q材料，一種是激光材料2，如Nd:YAG或Nd = YVO3等，能夠產(chǎn)生1064nm的激光輸出；另外一種是調(diào)Q材料3，如電光晶體、聲光晶體或可飽和吸收染料等，可對(duì)入射的激光進(jìn)行Q調(diào)制。因而整個(gè)系統(tǒng)體積龐大、設(shè)計(jì)難度大，價(jià)格較高。如果某種材料兼具以上兩種功能，即對(duì)自身產(chǎn)生的激光進(jìn)行Q調(diào)制，從而產(chǎn)生自調(diào)Q脈沖激光輸出(自調(diào)Q激光材料)，則可將整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性大大降低。Na3La9B8O27類晶體，即硼酸鑭鈉(簡(jiǎn)稱NLB0)是一種新型的非線性光學(xué)晶體，其晶體結(jié)構(gòu)分別被中法兩國(guó)學(xué)者獨(dú)立報(bào)道，該硼酸鑭鈉非線性光學(xué)晶體屬于六方晶系，Peaii空間群(張國(guó)春，新型非線性光學(xué)晶體及激光非線性復(fù)合功能晶體的探索。博士學(xué)位論文，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2001 ；P. Gravereau, J. P. Chaminade, S. Pechev, V. Nikolov, D. Ivanova, P. Peshev. Solid StateSci. 4(2002)993.)。采用助熔劑法可以生長(zhǎng)出較大尺寸的單晶，其折射率、透過(guò)光譜等基本光學(xué)性質(zhì)(Y. G.. Li，Y. C. Wu, G. · C. Zhang, et al. J. Cryst. Growth. 292 (2006) 468)結(jié)果表明它可作為非線性光學(xué)材料-倍頻材料使用。2007年，R. Balda等人報(bào)道釹摻雜的NLBO晶體的生長(zhǎng)和光譜性質(zhì) (R. Balda, V. Jubera, C. Frayret, et al. Opt. Mater. 30 (2007) 122)。最近較大尺寸 NLBO 晶體的生長(zhǎng)也取得突破，進(jìn)一步表明其倍頻轉(zhuǎn)換效率為同等條件下LBO晶體的2. 7倍，是一種具有較大應(yīng)用前景的倍頻或自倍頻晶體(Jianxiu Zhang,Guiling Wang,Zuoliang Liu,et al. Opt. Express. 18(2010)237)。最近我們發(fā)現(xiàn)它又是一種性能優(yōu)良的電光晶體，只有一個(gè)電光系數(shù)Y22，該電光系數(shù)的測(cè)量值為Yu = 2.3pm/V。因此它可用于制作電光調(diào)Q器件。 實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該晶體摻入稀土離子后即可通過(guò)泵浦產(chǎn)生激光，又具有電光調(diào)制性能，所以摻雜稀土離子的Na3La9B8O27類晶體可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自身所產(chǎn)生的激光進(jìn)行Q調(diào)制的功能，是一種性能優(yōu)良的自調(diào)Q晶體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)已有的調(diào)Q激光器的不足之處，提供一種自調(diào)Q激光晶體材料，該材料兼具激光產(chǎn)生以及電光調(diào)制的作用。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的自調(diào)Q激光晶體，其化學(xué)式為Na3LivxRExB8O27,其中，0 < χ < 9, RE 為 ft·3+、Nd3+、Sm3+，Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+ 和稀土離子中的一種或兩種。本發(fā)明提供的自調(diào)Q激光晶體屬D3h_62m點(diǎn)群，其線性電光系數(shù)矩陣為
權(quán)利要求
1.一種自調(diào)Q激光晶體，其化學(xué)式為Na3LiVxREJ8O27，其中0 < χ < 9，RE為Pr3+、Nd3+、 Sm3+，Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、和稀土離子中的一種或兩種。
2.按權(quán)利要求1所述的自調(diào)Q激光晶體，其特征在于，所述自調(diào)Q激光晶體屬E>3h-幻w點(diǎn)群，其線性電光系數(shù)矩陣為
3.—種權(quán)利要求1所述的自調(diào)Q激光晶體的用途，其用于制作自調(diào)Q脈沖激光器件； 所述的調(diào)Q為電光調(diào)制或電光Q開(kāi)關(guān)。
4.按權(quán)利要求3所述的自調(diào)Q激光晶體的用途，其用于制作自調(diào)Q激光器件時(shí)，沿該自調(diào)Q激光晶體物理學(xué)X方向、物理學(xué)Y方向和物理學(xué)Z方向切割晶體；所述自調(diào)Q激光晶體的物理學(xué)Z方向尺寸定義為長(zhǎng)度1 ；所述自調(diào)Q激光晶體的物理學(xué)X方向或物理學(xué)Y方向定義為厚度d ；所述自調(diào)Q激光晶體的物理學(xué)X方向或物理學(xué)Y方向鍍有金屬導(dǎo)電膜，并在物理學(xué)X 方向或物理學(xué)Y方向加電場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自調(diào)Q激光晶體及其用途；該自調(diào)Q激光晶體的化學(xué)式為Na3La9-xRExB8O27，0＜x＜9，RE為Pr3+、Nd3+、Sm3+，Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、和Yb3+稀土離子中的一種或兩種；該自調(diào)Q激光晶體屬于D3h-62m點(diǎn)群，線性電光系數(shù)矩陣為只有一個(gè)電光系數(shù)γ22，且該電光系數(shù)γ22＝2.3pm/V；該自調(diào)Q激光晶體具有不潮解，抗激光損傷閾值大等優(yōu)點(diǎn)；可用于制作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊的自調(diào)Q脈沖激光器件。
文檔編號(hào)H01S3/115GK102403649SQ20101027909
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者傅佩珍, 吳以成, 夏明軍, 張國(guó)春, 張建秀, 李如康 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所