近衍射極限輸出大芯層尺寸YbYAG晶體波導(dǎo)激光器及確定芯層尺寸的方法，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域.在晶體波導(dǎo)激光器的單模條件中，將模式競(jìng)爭(zhēng)概念引入到晶體波導(dǎo)中增加單模輸出的芯徑的尺寸，得到大功率的單模輸出.首先利用晶體波導(dǎo)的二維模場(chǎng)分布情況下的模式競(jìng)爭(zhēng)單模條件，計(jì)算得出芯層厚度上限可以增大到傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的1.79倍。其次成功制備了截面單邊尺寸為330±10μm的長(zhǎng)方形大芯徑Y(jié)bYAG晶體波導(dǎo)，選擇320μm×400μm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模擬計(jì)算的方向性正確，同時(shí)證明了模式競(jìng)爭(zhēng)在限模中起到的巨大作用，為得到近衍射極限輸出大芯層尺寸YbYAG晶體波導(dǎo)激光器提供了一種方法。YbYAG晶體生長(zhǎng)狀態(tài)穩(wěn)定，透明性較高。廣西高摻雜濃度YbYAG晶體研發(fā)
大尺寸YbYAG激光晶體泡生法制備方法，其步驟包括裝爐，化料，引晶，縮頸，放肩，等徑生長(zhǎng)，冷卻和退火.放肩時(shí)，晶體的轉(zhuǎn)速為零，放肩及其以后各階段，晶體都不轉(zhuǎn)動(dòng).把拉速控制在0.05~0.3mm/h范圍內(nèi)，重量增加速率控制在10~250g/h范圍內(nèi)，待晶體直徑長(zhǎng)至所需直徑，即完成放肩過(guò)程.等徑生長(zhǎng)時(shí)，調(diào)節(jié)加熱功率，使晶體重量均勻增加，增加速率為250~900g/h，直到重量不再增加為止，此時(shí)晶體生長(zhǎng)結(jié)束.本方法生長(zhǎng)的YbYAG晶體，具有尺寸大，缺陷密度低，利用率高，成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，能滿足大型高功率激光裝置對(duì)大尺寸YbYAG晶體的需求。廣東YbYAG晶體價(jià)格YbYAG晶體被視為發(fā)展高效率、大功率固體激光器的一個(gè)主要方向。
真空氣氛下生長(zhǎng)出的YbYAG晶體因存在色心呈藍(lán)綠色，1400℃退火后色心消失。對(duì)兩種晶體進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明晶體中無(wú)雜相、品質(zhì)較好。腐蝕后形貌分析發(fā)現(xiàn)退火后晶體內(nèi)應(yīng)力釋放、到達(dá)表面的位錯(cuò)增加，更易被腐蝕，表面粗糙度大、顯微鏡下腐蝕坑數(shù)量多。針對(duì)目前色心形成機(jī)理尚不明確的問(wèn)題，探究900℃、1000℃、1100℃和1400℃不同溫度退火5小時(shí)以及900℃下5小時(shí)、10小時(shí)、20小時(shí)、30小時(shí)和40小時(shí)不同退火時(shí)間對(duì)晶體光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明近紅外區(qū)域900nm~1050nm范圍內(nèi)三處吸收峰一直存在，為YbYAG本征吸收峰，不同條件下只強(qiáng)度發(fā)生變化。
YbYAG晶體的生長(zhǎng)裝置：晶體提拉法的裝置由以下部分組成：加熱系統(tǒng)：加熱系統(tǒng)由加熱、保溫、控溫三部分構(gòu)成。較常用的加熱裝置分為電阻加熱和高頻線圈加熱兩大類。本次操作所采用的高頻線圈加熱，依靠的是高頻強(qiáng)電流流向環(huán)狀線圈，產(chǎn)生的強(qiáng)磁束會(huì)貫通銥金坩堝，坩堝內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的渦電流和強(qiáng)大的焦耳熱，使晶體溫度迅速上升。保溫裝置通常采用金屬材料以及耐高溫材料等做成的熱屏蔽罩和保溫隔熱層。其主要由傳感器、控制器等精密儀器進(jìn)行操作和控制。YbYAG晶體成為一種很有潛力的激光晶體。
室溫下YbYAG的上轉(zhuǎn)換熒光光譜，此熒光歸因于Yb3+離子的“合作”發(fā)光和Yb3+離子到稀土雜質(zhì)離子的能量轉(zhuǎn)移。測(cè)試了YbYAG晶體的X射線熒光，發(fā)光峰對(duì)應(yīng)于電荷遷移態(tài)到Y(jié)b3+離子的基態(tài)，激光態(tài)間的躍遷。研究了Cr，YbYAG晶體的熒光光譜，討論了Cr4+激光輸出的可能性。YbYAG晶體比NdYAG晶體更適用于產(chǎn)生和放大具有Hz量級(jí)重復(fù)頻率的高脈沖能量激光。在相同的半導(dǎo)體泵浦功率下，Yb:YAG泵浦生熱為Nd:YAG的三分之一，就夠很容易的被InGaAs半導(dǎo)體激光器所泵浦，是一種適合LD泵浦的高平均功率和高光束質(zhì)量的發(fā)射1um左右波長(zhǎng)的激光材料。YbYAG晶體可輸出0.94 μm激光。河南進(jìn)口YbYAG晶體廠家直銷
一般用提拉法生長(zhǎng)YbYAG晶體，得到的晶體呈藍(lán)色。廣西高摻雜濃度YbYAG晶體研發(fā)
對(duì)具有高光束質(zhì)量輸出的晶體波導(dǎo)激光器的芯徑增大方法進(jìn)行了理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)模擬計(jì)算各個(gè)導(dǎo)模的相對(duì)增益，在考慮模式競(jìng)爭(zhēng)的情況下，采用Yb原子數(shù)分?jǐn)?shù)為1.0% 的YbYAG作為芯層材料，Er原子數(shù)分?jǐn)?shù)為0.5%的ErYAG作為內(nèi)包層材料，芯層的基模截止厚度可以達(dá)到360μm，相當(dāng)于傳統(tǒng)計(jì)算方法的兩倍。采用擴(kuò)散鍵合技術(shù)，制備了芯層尺寸為400μm×320μm×77 mm的晶體波導(dǎo)，并搭建了波導(dǎo)激光器，得到了較大輸出功率為31 W，光-光轉(zhuǎn)換效率為55.3%，光束質(zhì)量為1.2×1.05的近衍射極限激光輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了利用模式競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算晶體波導(dǎo)基模芯徑的可靠性。廣西高摻雜濃度YbYAG晶體研發(fā)