微下拉法Er∶CNGG晶体的生长及光谱性能研究

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作者 陈子航 王晓丹 +3 位作者 刘坚 刘鹏 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期935-941,共7页

采用微下拉法生长出掺杂浓度(原子数分数)为0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体。X射线衍射(XRD)测试表明Er∶CNGG晶体属于立方晶系。测试了Er∶CNGG晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线。5.0%Er∶CNGG晶体在968 nm处的吸收系数... 采用微下拉法生长出掺杂浓度(原子数分数)为0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体。X射线衍射(XRD)测试表明Er∶CNGG晶体属于立方晶系。测试了Er∶CNGG晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线。5.0%Er∶CNGG晶体在968 nm处的吸收系数为1.70 cm^(-1),半峰全宽(FWHM)为17.5 nm,可有效匹配商用激光二极管泵浦源。5.0%Er∶CNGG晶体最强发射峰位于2709 nm,对应的FWHM为17.3 nm。计算得到0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体^(4)I_(13/2)能级寿命分别为5.97、6.30、6.46和5.73 ms。研究结果表明高浓度Er∶CNGG晶体是一种有潜力的2.7μm波段激光增益介质。 展开更多

关键词 Er∶CNGG 微下拉法 晶体生长 光谱性能 2.7μm 激光增益介质

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微下拉法晶体生长炉自动控制系统的研究 被引量：2

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作者 宋晓佳 何晔 +3 位作者 屈菁菁 丁雨憧 付昌禄 陈川贵 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第2期241-243,共3页

该文研究了微下拉法晶体生长炉晶体生长的稳定性。根据微下拉法晶体生长特点,设计了2种微下拉法晶体生长的功率自动控制方法,通过控制弯月面高度和生长晶体质量,实现晶体生长自动控制,保证生长过程稳定,实验结果表明,采用自动控制方式... 该文研究了微下拉法晶体生长炉晶体生长的稳定性。根据微下拉法晶体生长特点,设计了2种微下拉法晶体生长的功率自动控制方法,通过控制弯月面高度和生长晶体质量,实现晶体生长自动控制,保证生长过程稳定,实验结果表明,采用自动控制方式可以生长出外形美观,内部质量好的纤维晶体。 展开更多

关键词 微下拉法 光纤 单晶炉 晶体生长 自动控制

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微下拉晶体光纤生长设备研制及YAG单晶生长 被引量：10

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作者 原东升 贾志泰 +3 位作者 舒骏 李阳 董春明 陶绪堂 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1317-1322,共6页

介绍了一种新型单晶生长技术(微下拉:micro-pulling-down),并概述了该方法在Nd∶YAG单晶光纤生长方面的应用及发展。率先在国内开展了微下拉单晶生长炉的研制工作,填补了该领域的空白。同时,生长了直径3mm,长度100 mm、300 mm的Nd∶YAG... 介绍了一种新型单晶生长技术(微下拉:micro-pulling-down),并概述了该方法在Nd∶YAG单晶光纤生长方面的应用及发展。率先在国内开展了微下拉单晶生长炉的研制工作,填补了该领域的空白。同时,生长了直径3mm,长度100 mm、300 mm的Nd∶YAG单晶,晶体整体透明、内部无散射点,表现出了良好的单晶性,有望作为激光工作物质使用。 展开更多

关键词 微下拉 晶体光纤 设备研制 YAG单晶

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微下拉法YAG晶体生长数值模拟 被引量：1

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作者 屈菁菁 曾忠 +2 位作者 乔龙 丁雨憧 付昌禄 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第6期574-583,共10页

对微下拉法生长YAG晶体进行包括感应加热在内的全局数值模拟,其耦合了感应加热、气体与熔体对流以及固液气三相的热输运,熔体对流同时考虑浮力与表面张力作用.为统一使用有限体积法离散控制方程,采用复函数法求解电磁场,与流函数法对比... 对微下拉法生长YAG晶体进行包括感应加热在内的全局数值模拟,其耦合了感应加热、气体与熔体对流以及固液气三相的热输运,熔体对流同时考虑浮力与表面张力作用.为统一使用有限体积法离散控制方程,采用复函数法求解电磁场,与流函数法对比验证程序正确性.分析整个生长炉内的温度和流场(包括气体和熔体)分布,并针对固液交界面区域温度梯度较小的情况,改进后热器材料,为微下拉法晶体生长炉结构设计提供参考. 展开更多

关键词 微下拉法 感应加热 数值模拟

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微下拉法生长Tb_(3)Al_(x)Ga_(5-x)O_(12)磁光晶体及其性能表征 被引量：1

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作者 刘文娇 张明记 +5 位作者 辛显辉 郝元凯 付秀伟 张健 贾志泰 陶绪堂 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第1期8-16,共9页

Tb_(3)Ga_(5)O_(12)晶体是一种具有良好磁光性能的主流商用材料,但生长过程中存在严重的氧化镓挥发问题,导致晶体难以满足高功率应用的发展需求,而菲尔德常数较大的Tb_(3)Al_(5)O_(12)晶体的不一致熔融特性使该晶体难以生长,因此亟需探... Tb_(3)Ga_(5)O_(12)晶体是一种具有良好磁光性能的主流商用材料,但生长过程中存在严重的氧化镓挥发问题,导致晶体难以满足高功率应用的发展需求,而菲尔德常数较大的Tb_(3)Al_(5)O_(12)晶体的不一致熔融特性使该晶体难以生长,因此亟需探索新型高质量磁光晶体以满足高功率应用需求。基于此,本文采用微下拉法在高纯氩气和二氧化碳混合气氛下生长了Tb_(3)Al_(x)Ga_(5-x)O_(12)(TAGG)系列高掺铝磁光晶体。摇摆曲线测试结果表明TAGG磁光晶体拥有高结晶质量。透过光谱和磁光特性测试结果表明,与传统Tb_(3)Ga_(5)O_(12)晶体相比,TAGG磁光晶体具有更高的透过率和更大的菲尔德常数,是一种非常有潜力的可应用于高功率激光系统的低成本磁光材料。 展开更多

关键词 Tb_(3)Ga_(5)O_(12) TAGG 磁光晶体 晶体生长 微下拉法 铽基石榴石

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微下拉法生长炉研制及其在BGSO混晶生长上的应用 被引量：1

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作者 陈赛 徐家跃 陆宝亮 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3755-3758,3764,共5页

基于垂直凝固原理设计并研制了适合中低温晶体生长的微下拉法生长炉。采用该生长设备成功生长出不同掺杂浓度的锗硅酸铋纤维晶体,讨论了工艺参数以及掺杂浓度对晶体生长的影响,所得纤维晶体的最大长度达到195 mm。测试了晶体XRD和发射... 基于垂直凝固原理设计并研制了适合中低温晶体生长的微下拉法生长炉。采用该生长设备成功生长出不同掺杂浓度的锗硅酸铋纤维晶体,讨论了工艺参数以及掺杂浓度对晶体生长的影响,所得纤维晶体的最大长度达到195 mm。测试了晶体XRD和发射光谱。结果表明,随着SiO_2含量增加,Bi_4(Ge_(1-x)Si_x)_3O_(12)单晶的晶胞参数随着Si含量增加而减小,而Si掺杂使晶体主发射峰轻微地向短波方向移动。 展开更多

关键词 微下拉法 生长炉Bi4(Ge1-x Six)3O1 2单晶 闪烁晶体

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Nd∶ASL单晶光纤的生长、光谱和激光性能研究 被引量：1

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作者 郭俊 刘坚 +6 位作者 王泽彬 陈鹏 宋青松 马杰 王庆国 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第11期1877-1883,共7页

采用微下拉法制备了不同浓度Nd^(3+)掺杂的Sr_(0.7)La_(0.3)Mg_(0.3)Al_(11.7)O_(19)(Nd∶ASL)单晶光纤,并对其晶体结构、偏振光谱和连续激光性能进行了研究。计算得到Nd∶ASL单晶光纤的光谱参数Ω_(2)、Ω_(4)和Ω_(6)分别为1.09310^(-... 采用微下拉法制备了不同浓度Nd^(3+)掺杂的Sr_(0.7)La_(0.3)Mg_(0.3)Al_(11.7)O_(19)(Nd∶ASL)单晶光纤,并对其晶体结构、偏振光谱和连续激光性能进行了研究。计算得到Nd∶ASL单晶光纤的光谱参数Ω_(2)、Ω_(4)和Ω_(6)分别为1.09310^(-20)、2.28510^(-20)和2.11710^(-20)cm^(2)。0.5%、1.0%、3.0%和5.0%Nd∶ASL单晶光纤^(4)F_(3/2)能级的荧光寿命分别为375、398、384和363μs。采用发射波长800 nm的激光二极管泵浦3.0%Nd∶ASL(原子数分数)单晶光纤,在1055 nm处获得了1.08 W的连续激光输出,斜效率为18.5%。研究结果表明采用微下拉生长的Nd∶ASL单晶光纤是一种有潜力的激光增益介质。 展开更多

关键词 微下拉法 单晶光纤 Nd∶ASL 晶体生长 光谱性能 激光性能

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单晶光纤制备及高温传感器研究进展 被引量：5

8

作者 王涛 贾志泰 +2 位作者 李阳 张健 陶绪堂 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第9期1603-1624,共22页

单晶光纤(single-crystal fiber),是一种纤维形态的晶体材料,凭借优异的物理和化学性能以及大长径比的结构特点在国防及民生领域都有着广泛的应用前景。随着导模法、激光加热基座法以及微下拉法等生长技术的日渐成熟,单晶光纤迎来了科... 单晶光纤(single-crystal fiber),是一种纤维形态的晶体材料,凭借优异的物理和化学性能以及大长径比的结构特点在国防及民生领域都有着广泛的应用前景。随着导模法、激光加热基座法以及微下拉法等生长技术的日渐成熟,单晶光纤迎来了科学研究和应用发展的黄金时期,其材料种类以及应用方向均呈现多元化发展态势,其中面向高温传感领域的高熔点氧化物单晶光纤凭借其耐高温、抗氧化、结构紧凑等特点在强氧化、强辐射、强腐蚀、强电磁干扰等极端环境中展现出了巨大的应用潜力。近年来,研究者们不断将光学、声学等传感技术与单晶光纤介质相结合,在保持传感器结构灵活性的基础上,拓宽了常规玻璃光纤传感器的使用温度,同时弥补了热电偶等传统接触式测温技术在恶劣环境中寿命较低的缺陷。本文以单晶光纤的制备技术为出发点,回顾了单晶光纤的发展历史,分析了单晶光纤三种主要制备方法的技术特点及发展现状。同时,总结了单晶光纤在高温传感领域的主要研究成果,展望了单晶光纤高温传感技术的应用前景。 展开更多

关键词 单晶光纤 单晶生长 高温传感器 光纤传感器 导模法 微下拉法 激光加热基座法

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Sm∶YAG/Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)单晶光纤的生长及光谱性能 被引量：1

9

作者 徐杰 宋青松 +4 位作者 刘坚 丁雨憧 李东振 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第7期1391-1396,共6页

采用微下拉法成功生长出Sm∶YAG和Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)单晶光纤。XRD结果表明晶体为立方晶系,晶胞参数分别为a=1.1993 nm和a=1.2000 nm。测试了室温下单晶光纤的拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)... 采用微下拉法成功生长出Sm∶YAG和Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)单晶光纤。XRD结果表明晶体为立方晶系,晶胞参数分别为a=1.1993 nm和a=1.2000 nm。测试了室温下单晶光纤的拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)最大声子能量为766 cm-1。Sm∶YAG和Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)在可见波段的最强吸收位于405 nm附近,非常适合InGaN/GaN二极管泵浦。404 nm激发下,最强发射带位于618 nm处,对应于Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/2)能级跃迁,测得Sm∶YAG和Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)上能级4G5/2的荧光寿命分别为1.86 ms和1.83 ms。实验结果表明Sm∶YAG和Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12)单晶光纤是有潜力的红橙光波段激光增益介质。 展开更多

关键词 Sm∶YAG Sm∶Y_(3)ScAl_(4)O_(12) 单晶光纤 微下拉法 晶体生长 可见激光 光谱性能

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Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的生长及光谱性能研究 被引量：2

10

作者 郭俊 刘坚 +4 位作者 陈鹏 宋青松 张志恒 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1345-1351,共7页

采用微下拉法生长了不同掺杂浓度(0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,原子数分数)的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤。通过X射线衍射测试了单晶光纤晶体结构,结果表明晶体结构为四方晶系。测试了Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的室温偏振吸收和荧光光谱,测试样品... 采用微下拉法生长了不同掺杂浓度(0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,原子数分数)的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤。通过X射线衍射测试了单晶光纤晶体结构,结果表明晶体结构为四方晶系。测试了Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的室温偏振吸收和荧光光谱,测试样品在807 nm附近有很强的吸收。其中,1.00%Nd∶CaYAlO_(4)的吸收最强,在σ偏振方向的吸收系数为4.20 cm^(-1),π偏振方向的吸收系数为4.06 cm^(-1)。1.00%Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤最强发射峰在σ和π偏振下都位于1080 nm,σ偏振方向的发射带宽为17.7 nm,π偏振方向的发射带宽为17.8 nm。0.25%、0.50%、0.75%、1.00%掺杂浓度的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤4 F 3/2能级的荧光寿命分别为129、133、135和140μs,未观察到浓度猝灭。结果表明Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤是有潜力的超快激光增益介质。 展开更多

关键词 微下拉法 单晶光纤 Nd∶CaYAlO_(4) 晶体生长 光谱性能

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面向集装箱安检应用的Mg_(4)Ta_(2)O_(9)闪烁晶体及其掺杂改性 被引量：2

11

作者 马云峰 徐家跃 +1 位作者 蒋毅坚 BOURRET-COURCHESNE Edith 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第10期1870-1878,共9页

钽酸镁(Mg_(4)Ta_(2)O_(9))晶体的衰减时间快于CdWO_(4)晶体,光产额及能量分辨率高于CdWO_(4)晶体,低余辉特性和CdWO_(4)类似,在0.01%/3 ms左右,又由于Mg_(4)Ta_(2)O_(9)晶体材料无毒性元素,使其成为具有替代含有毒Cd元素的CdWO_(4)晶体... 钽酸镁(Mg_(4)Ta_(2)O_(9))晶体的衰减时间快于CdWO_(4)晶体,光产额及能量分辨率高于CdWO_(4)晶体,低余辉特性和CdWO_(4)类似,在0.01%/3 ms左右,又由于Mg_(4)Ta_(2)O_(9)晶体材料无毒性元素,使其成为具有替代含有毒Cd元素的CdWO_(4)晶体,应用于集装箱安检领域的最佳候选材料之一。本文综述了Mg_(4)Ta_(2)O_(9)晶体的结构特性、晶体生长、闪烁性能及掺杂改性等方面的研究进展,发现通过掺杂Zn或Nb能显著提高其光产额。 展开更多

关键词 钽酸镁晶体 Mg_(4)Ta_(2)O_(9) 闪烁晶体 微下拉法 光学浮区法 掺杂

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晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述 被引量：6

12

作者 刘兆军 高悉宝 +6 位作者 丛振华 邵贤彬 谢永耀 蒋明渊 王上 赵智刚 张行愚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期23-41,共19页

晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料,具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力,然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传... 晶体光纤是一种新型的高性能光纤材料,具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温、耐腐蚀等优点.晶体光纤在激光及传感方面具有巨大的应用潜力,然而至今还没有成功制备出真正意义上的同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤.与传统的玻璃光纤相比,晶体光纤的制备工艺更加复杂,如何对晶体光纤制备工艺进行完善和创新是当前需要解决的重要问题.为了探索提高晶体光纤质量的途径,本文以晶体光纤的四种制备技术为主线,回顾了晶体光纤及其制备方法的发展历程,讨论了每种制备方法的局限性,对晶体光纤目前的应用状况进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望. 展开更多

关键词 光纤材料 晶体光纤 光纤设计与制造 激光加热基座法 微下拉法 无粘合剂键合法 熔融芯法

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单晶光纤生长技术研究进展 被引量：3

13

作者 顾鹏 王鹏刚 +2 位作者 官伟明 郑丽 谭云强 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第12期2362-2378,共17页

单晶光纤因其独特的结构特点以及优良的物理性能而被广泛应用于高功率激光器、辐射探测以及高温环境监测等领域。本文综述了单晶光纤的生长技术,探讨了微下拉法(μ-PD)、激光加热基座法(LHPG)以及导模法(EFG)的生长特点,并重点梳理了单... 单晶光纤因其独特的结构特点以及优良的物理性能而被广泛应用于高功率激光器、辐射探测以及高温环境监测等领域。本文综述了单晶光纤的生长技术,探讨了微下拉法(μ-PD)、激光加热基座法(LHPG)以及导模法(EFG)的生长特点,并重点梳理了单晶光纤生长过程中存在的问题及解决方案。此外详细介绍了包层制备技术发展现状以及局限性。最后,阐述了现阶段单晶光纤的主要分类以及应用场景并对未来发展作出展望。 展开更多

关键词 单晶光纤 微下拉法 激光加热基座法 导模法 化学溶蚀法 包层制备 光纤种类

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