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激光加热基座法制备Er∶YAP单晶光纤及性能表征 被引量:1
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作者 武旭 张振 +2 位作者 张中晗 武安华 苏良碧 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1308-1316,共9页
本文采用了激光加热基座(LHPG)法逆向生长技术,实现了多组分Er∶YAP晶体的快速制备。利用LHPG法开展了Er∶YAP单晶光纤的生长研究,通过解决单晶光纤生长过程中存在的色心、开裂、直径起伏等关键问题,制备出直径0.8 mm、长度65 mm的高品... 本文采用了激光加热基座(LHPG)法逆向生长技术,实现了多组分Er∶YAP晶体的快速制备。利用LHPG法开展了Er∶YAP单晶光纤的生长研究,通过解决单晶光纤生长过程中存在的色心、开裂、直径起伏等关键问题,制备出直径0.8 mm、长度65 mm的高品质Er∶YAP单晶光纤。对不同掺杂浓度Er∶YAP晶体的光谱性能进行表征分析,结果表明掺杂浓度5%(原子数分数)时,Er^(3+)间存在较强的能量传递过程,有利于实现高效率中红外激光输出。 展开更多
关键词 中红外激光 Er∶YAP晶体 激光加热基座 单晶光纤 能量传递
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激光加热基座法单晶光纤生长技术
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作者 武安华 周声耀 +5 位作者 戴云 张中晗 张振 寇华敏 王皙彬 苏良碧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期29-37,共9页
单晶光纤是指具有光学纤维形态的单晶体,其同时保持了玻璃光纤的形态优势以及体块单晶优异的物理和化学性能,为高功率激光应用中替代传统玻璃光纤提供了一种思路。随着单晶光纤在材料种类及应用方向的不断拓展,单晶光纤在辐射探测、高... 单晶光纤是指具有光学纤维形态的单晶体,其同时保持了玻璃光纤的形态优势以及体块单晶优异的物理和化学性能,为高功率激光应用中替代传统玻璃光纤提供了一种思路。随着单晶光纤在材料种类及应用方向的不断拓展,单晶光纤在辐射探测、高温传感等领域也具有潜在的应用前景。本文在介绍单晶光纤应用背景的基础上,对国内外激光加热基座法单晶光纤生长技术进行了总结,详细讨论了单晶光纤生长过程中存在的问题及其改进方案,最后对单晶光纤未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 晶体生长 单晶光纤 激光加热基座 后热器
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激光加热基座(LHPG)法生长YVO_4晶纤 被引量:1
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作者 叶林华 严建设 陈继勤 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1996年第2期118-121,共4页
采用激光加热基座(LHPG)法,用两束CO2激光加热生长YVO4晶纤。源棒直接由Y2O3-V2O5粉末压制、烧结制成。生长的晶纤开始一段是长约5-10mm的浅黄色单晶,随着是灰黑色多晶。X射线结构分析表明,晶纤是YV... 采用激光加热基座(LHPG)法,用两束CO2激光加热生长YVO4晶纤。源棒直接由Y2O3-V2O5粉末压制、烧结制成。生长的晶纤开始一段是长约5-10mm的浅黄色单晶,随着是灰黑色多晶。X射线结构分析表明,晶纤是YVO4化合物,但含有少量Y8V2O17第二相微粒。文中讨论了生长的YVO4晶纤中形成多晶段的原因。 展开更多
关键词 晶体 激光晶体 激光加热基座 晶体生长 钒酸钇
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(Mg_(0.95)Ca_(0.05))TiO_3晶体的激光加热基座法生长及其性质测定
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作者 蒋毅坚 R.Guo A.S.Bhalla 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期158-159,共2页
采用激光加热基座法(LHPG)生长出了共晶系(Mg0.95Ca0.05)TiO3晶体。通过粉末X射线衍射分析了所生长晶体的晶相,采用扫描电镜和显微拉曼光谱技术研究了所生长晶体的微观结构。(Mg0.95Ca0.05)TiO3晶体由CaTiO3和Mg-TiO3两种晶体复合而成... 采用激光加热基座法(LHPG)生长出了共晶系(Mg0.95Ca0.05)TiO3晶体。通过粉末X射线衍射分析了所生长晶体的晶相,采用扫描电镜和显微拉曼光谱技术研究了所生长晶体的微观结构。(Mg0.95Ca0.05)TiO3晶体由CaTiO3和Mg-TiO3两种晶体复合而成。介电测量结果表明:(Mg0.95Ca0.05)TiO3晶体沿生长方向具有较大的介电常数和较小的共振频率温度系数。 展开更多
关键词 激光加热基座 共晶 介电性质 晶体生长 粉末X射线衍射 微波介电材料
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激光加热基座法生长高质量Yb^(3+)掺杂Y_(3)Al_(5)O_(12)单晶光纤 被引量:3
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作者 戴云 张中晗 +4 位作者 苏良碧 李金 龙勇 丁雨憧 武安华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期761-765,共5页
单晶光纤即具有光纤形态的单晶材料,是功能晶体材料一维化发展的重要体现。单晶光纤兼具单晶材料优异的光学性能和激光光纤散热效率高、光束质量高等特点,有望解决传统玻璃材质激光光纤非线性效应强、热导率低等瓶颈问题,实现激光峰值... 单晶光纤即具有光纤形态的单晶材料,是功能晶体材料一维化发展的重要体现。单晶光纤兼具单晶材料优异的光学性能和激光光纤散热效率高、光束质量高等特点,有望解决传统玻璃材质激光光纤非线性效应强、热导率低等瓶颈问题,实现激光峰值功率、脉冲能量等性能的突破。本工作采用自主研制的激光加热基座(Laser-heated Pedestal Growth,LHPG)单晶光纤炉制备了两组Ф0.2 mm×710 mm的Yb^(3+)掺杂Y_(3)Al_(5)O_(12)(Yb:YAG)单晶光纤,并对其进行了表征。制备的单晶光纤长径比大于3500,直径波动小于5%,且表现出一定的柔韧性;X射线摇摆曲线测试结果显示Yb:YAG单晶光纤的结晶质量与所用源棒相比有所提升;EDS线扫描结果证明单晶光纤中的Yb3+沿轴向呈现均匀分布。实验结果表明:准一维化的单晶光纤具有良好的结晶质量与光学均匀性,有望成为一种性能优异的高功率激光增益材料。 展开更多
关键词 激光加热基座法(LHPG) Yb:YAG单晶光纤 激光晶体
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新型激光加热基座生长法生长氧化锆单晶光纤 被引量:1
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作者 王楠楠 王高 +2 位作者 李仰军 王小燕 赵辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-21,共3页
为了拉制氧化锆单晶光纤,采用一种基于激光加热基座生长法的单晶光纤拉制系统,在原有的激光加热基座生长法生长单晶光纤的基础上,设计出环形聚焦激光加热系统,对其光学系统进行了改进、优化。利用椭球镜的双焦点特性设计光路,在其第一... 为了拉制氧化锆单晶光纤,采用一种基于激光加热基座生长法的单晶光纤拉制系统,在原有的激光加热基座生长法生长单晶光纤的基础上,设计出环形聚焦激光加热系统,对其光学系统进行了改进、优化。利用椭球镜的双焦点特性设计光路,在其第一焦点处形成聚焦环形热源,用于熔化晶棒,拉制光纤;通过ZEMAX光学软件对系统进行了光学仿真。结果表明,在光学系统的聚焦点,能形成高质量的环形热源。该系统有着其它激光加热基座生长法的光学系统无法比拟的优点,在拉制氧化锆和其它高温单晶光纤方面有着很好的应用。 展开更多
关键词 激光技术 激光加热基座生长法 环形激光加热系统 椭球反光镜 氧化锆单晶光纤
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激光加热基座光纤炉研制及单晶光纤生长研究
7
作者 戴云 张中晗 +5 位作者 王皙彬 李金 龙勇 苏良碧 丁雨憧 武安华 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期214-218,共5页
单晶光纤(SCF)是一种将体块晶体与玻璃光纤的优势相结合的新型一维化晶体材料,其具有优异的物理化学以及热管理性能,在激光、闪烁、传感等方面具有巨大的应用潜力。目前单晶光纤的主要生长方法有激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法... 单晶光纤(SCF)是一种将体块晶体与玻璃光纤的优势相结合的新型一维化晶体材料,其具有优异的物理化学以及热管理性能,在激光、闪烁、传感等方面具有巨大的应用潜力。目前单晶光纤的主要生长方法有激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,其中LHPG法生长过程中不需要使用坩埚,可制备更小直径的单晶光纤,以充分发挥光纤的形态优势。研制了国内具有自主知识产权的LHPG单晶光纤炉,并生长了Al_(2)O_(3)、YAG、LuAG等单晶光纤,其中YAG单晶光纤直径可达200μm,长度为710 mm,长径比大于3500:1。同时对单晶光纤的直径均匀性、结晶质量等性能进行了研究,结果表明准一维化的单晶光纤仍具有良好的物化性能。 展开更多
关键词 光纤光学 单晶光纤 激光加热基座 光纤质量
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激光加热基座技术生长超细单晶光纤研究 被引量:3
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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 2022年第3期428-433,共6页
单晶光纤(SCF)是具有纤维结构的“准一维”功能晶体材料,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等国防民生领域展现出了巨大的应用前景。本文采用激光加热基座技术成功制备出直径60~100μm、长径比>6000∶1的超细Al_(2)O_(3)、YA... 单晶光纤(SCF)是具有纤维结构的“准一维”功能晶体材料,在高能激光、高温传感、辐射探测、信息通信等国防民生领域展现出了巨大的应用前景。本文采用激光加热基座技术成功制备出直径60~100μm、长径比>6000∶1的超细Al_(2)O_(3)、YAG单晶光纤,单晶光纤平均直径起伏<4%,展现出良好的柔韧性与波导特性,为单晶光纤器件的小型化与集成化创造了条件。 展开更多
关键词 超细单晶光纤 Al_(2)O_(3)单晶光纤 YAG单晶光纤 激光加热基座 功能晶体 单晶生长 直径起伏
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上海硅酸盐研究所利用激光加热基座法(LHPG)成功制备高长径比Yb∶YAG单晶光纤 被引量:1
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《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第1期175-175,共1页
单晶光纤直径在百微米量级或更小直径下才能真正发挥"准一维形态"单晶材料的尺寸优势,以望实现理论输出极限,因此制备直径在百微米量级或更小直径的单晶光纤显得尤为重要。导模法、微下拉法等方法因受模具、坩埚材料的限制难... 单晶光纤直径在百微米量级或更小直径下才能真正发挥"准一维形态"单晶材料的尺寸优势,以望实现理论输出极限,因此制备直径在百微米量级或更小直径的单晶光纤显得尤为重要。导模法、微下拉法等方法因受模具、坩埚材料的限制难以制备百微米量级的单晶光纤;而LHPG方法制备单晶光纤的过程中无需使用坩埚,单晶光纤的外形主要通过籽晶与料棒的拉速比来控制,可有效解决其他光纤生长方法过程中存在的熔体浸润性、模具加工精度等问题,实现直径百微米量级单晶光纤的制备,在制备高长径比的单晶光纤时具有独特的优势。此外,LHPG方法还具有生长速度快、原料用量小、设备功率低等优点。目前采用LHPG方法己经生长出数十种单晶光纤,涉及激光、高温探测等多个应用领域。 展开更多
关键词 单晶光纤 激光加热基座 高长径比 设备功率 单晶材料 高温探测 微米量级 准一维
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全激光加热小基座法的研究
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作者 李冠告 朱亚平 +2 位作者 李兵 开桂云 秦巨光 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期411-411,共1页
全激光加热小基座法是把二支分别受控二氧化碳激光器发出的二束激光,经一整套的光束变换,会聚加热熔区和晶纤,实现温场温梯调控、单晶纤生长及热处理三位一体,完全克服现行激光加热小基座法存在的缺陷,从而获得更高质量的晶纤。一... 全激光加热小基座法是把二支分别受控二氧化碳激光器发出的二束激光,经一整套的光束变换,会聚加热熔区和晶纤,实现温场温梯调控、单晶纤生长及热处理三位一体,完全克服现行激光加热小基座法存在的缺陷,从而获得更高质量的晶纤。一整套光束变换包括:用锗透镜和离轴抛物反射镜完成激光束的扩束和准直;用90°锥角内外锥反射镜把圆形截面光束变成环形截面光束,并实现高斯光束能量分布内外倒置;用四个平面反射镜和六个棱柱直角平面反射镜实现两光束的合和新的分与合;用中心旋转抛物反射镜聚焦内光束加热熔区;用内锥面反射镜会聚外光束于中心轴线上。所有光束变换中所用镜子的定位和调整,都经精确设计,有的是一次性调整定位,有的可随时调整定位。送料和上拉晶纤的机械系统,采用立式安装的双滑块滚动导轨,通过丝母,连结于双永磁直流力矩测速机组经过摆线减速器驱动的丝杠,双滑块分别安装固定料棒和籽晶的调整台。籽晶夹杆垂直向下安装在一个水平的二维调整台上,夹杆通过中心旋转抛物镜的中心孔,可把籽晶下降到抛物镜的焦点处;底座料棒的夹杠垂直向上,安装在另一个水平的二维调整台上,夹杆通过上部合束棱柱直角平面反射镜的中心孔,把料棒上升到中心抛物镜的焦点处,通过调整实现籽晶? 展开更多
关键词 激光加热基座 二氧化碳 激光 激光
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复合单晶被动调Q光纤激光器的制备与数值模拟 被引量:1
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作者 夏红星 姚育成 李正佳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期541-543,共3页
为了开发新型激光材料,采用激光加热基座法将Cr4+∶YAG单晶光纤和Nd3+∶YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。利用速率方程理论,得到包含激光增益介质反转密度、光子密度和饱和吸收介质基态布居数密度的速率方程组。通过数值计算,求... 为了开发新型激光材料,采用激光加热基座法将Cr4+∶YAG单晶光纤和Nd3+∶YAG单晶光纤生长为一体化复合单晶光纤。利用速率方程理论,得到包含激光增益介质反转密度、光子密度和饱和吸收介质基态布居数密度的速率方程组。通过数值计算,求得复合单晶Cr4+被动调Q光纤激光器的若干重要特征参量及其与抽运率的函数关系曲线,计算结果较好地符合了实验结果,从而可以为优化设计这类单晶光纤激光器提供指导。 展开更多
关键词 激光 复合单晶光纤 激光加热基座 数值模拟
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单晶光纤——高功率激光的优选材料 被引量:2
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作者 徐晓东 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第10期1952-1952,共1页
1917年,Czochralski采用提拉法首次制备出金属单晶光纤,由此拉开了单晶光纤研制的序幕。直到20世纪80年代,美国Feigelson和Fejer教授首次采用激光加热基座法拉制单晶光纤;1993年,日本Fukuda教授发明了微下拉单晶光纤生长炉,单晶光纤的... 1917年,Czochralski采用提拉法首次制备出金属单晶光纤,由此拉开了单晶光纤研制的序幕。直到20世纪80年代,美国Feigelson和Fejer教授首次采用激光加热基座法拉制单晶光纤;1993年,日本Fukuda教授发明了微下拉单晶光纤生长炉,单晶光纤的发展迎来了春天。单晶光纤是将晶体材料制备成直径在几十μm到1 mm之间的纤维状单晶体,具有高长径比、大比表面积、散热好、非线性增益系数小等优势,是当前世界科技研究的前沿和热点。 展开更多
关键词 单晶光纤 激光加热基座 高功率激光 非线性增益 提拉法 优选材料 材料制备 高长径比
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一体化光纤自调Q激光器及实验研究
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作者 顾菊观 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期339-341,共3页
用LHPG法将Cr4 +∶YAG单晶光纤和Nd∶YAG单晶光纤生长成为一体化的Nd3+,Cr4 +∶YAG光纤 ,并实验研究了一体化的被动调Q光纤激光器的某些性质。得到了最大输出功率为 15mW ,脉宽为 2 5 0ns的调Q激光。
关键词 LHPG法 单晶光纤 自调Q激光 激光加热基座
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Er掺杂CGA晶体的生长及浓度优化研究 被引量:2
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作者 李琳 谭慧瑜 +4 位作者 郑为比 谭俊成 李真 张沛雄 陈振强 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1325-1334,共10页
本文采用激光加热基座法生长出一系列掺杂不同Er^(3+)浓度(摩尔分数)的Er∶CaGdAlO 4(Er∶CGA)激光晶体,并对制备出的系列晶体开展详细的光学性能研究。结合J-O理论计算和光学性能表征,通过对比吸收光谱中780~840和955~1020 nm的最大吸... 本文采用激光加热基座法生长出一系列掺杂不同Er^(3+)浓度(摩尔分数)的Er∶CaGdAlO 4(Er∶CGA)激光晶体,并对制备出的系列晶体开展详细的光学性能研究。结合J-O理论计算和光学性能表征,通过对比吸收光谱中780~840和955~1020 nm的最大吸收系数、吸收截面、半峰全宽和辐射寿命等,以及荧光发射光谱的发射强度、发射截面和能级荧光寿命等光学性能参数,得到Er^(3+)的最佳掺杂浓度为5%。该工作为获得一种有望用于1.5~1.7μm近红外波段全固态激光器的新型激光增益介质提供了一定的实验基础。 展开更多
关键词 1.5~1.7μm近红外激光 Er∶CGA晶体 激光加热基座 光学性能 全固态激光 增益介质
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蓝宝石单晶光纤生长及性能研究 被引量:1
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作者 张泽宇 吴宇飞 +3 位作者 王涛 张健 贾志泰 陶绪堂 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1335-1344,共10页
蓝宝石单晶光纤结合了蓝宝石单晶熔点高、物理化学性能稳定的性能特点和光纤长径比大的结构优势,在高温传感、辐射探测等领域得到了广泛的研究。本文通过激光加热基座(LHPG)法成功制备出高质量蓝宝石单晶光纤,其最小直径为50μm,具有极... 蓝宝石单晶光纤结合了蓝宝石单晶熔点高、物理化学性能稳定的性能特点和光纤长径比大的结构优势,在高温传感、辐射探测等领域得到了广泛的研究。本文通过激光加热基座(LHPG)法成功制备出高质量蓝宝石单晶光纤,其最小直径为50μm,具有极高的柔韧性。在此基础上系统研究了晶体取向、晶体直径、退火温度等因素对蓝宝石单晶光纤应力分布及力学性能的影响规律,所制备的蓝宝石单晶光纤抗拉强度超过3000 MPa,展现出了优异的力学性能。 展开更多
关键词 单晶光纤 蓝宝石光纤 单晶生长 激光加热基座 光纤应力 抗拉强度
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氧化铝单晶超声温度传感技术研究
16
作者 薛红新 刘良民 +3 位作者 苗婉茹 王丙寅 王志强 陈国锋 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期173-179,共7页
针对航空、航天发动机温度测试过程中存在的传感器耐氧化性差、使用寿命短、测温精度低等迫切需要解决的问题。首先,采用超声导波测温原理,使用氧化铝(α-Al_(2)O_(3))单晶纤维作为超声波导,构建了超声温度测量系统。其次,对传感器的敏... 针对航空、航天发动机温度测试过程中存在的传感器耐氧化性差、使用寿命短、测温精度低等迫切需要解决的问题。首先,采用超声导波测温原理,使用氧化铝(α-Al_(2)O_(3))单晶纤维作为超声波导,构建了超声温度测量系统。其次,对传感器的敏感元参数进行了设计,利用激光加热基座法生长的氧化铝单晶超声波导,制作了超声温度传感器。最后,对所制作的超声温度传感器进行了标定,在20~1800℃,传感器的灵敏度为0.44 m/(s·℃),重复性为95.27%。在模拟航空发动机测试平台上进行了测温实验,经分析该次测量合成不确定度为7.99℃。该方法为解决航空、航天发动机等恶劣环境下的温度测量,提供了新的途径。 展开更多
关键词 超声导波 温度测量 氧化铝单晶超声波导 激光加热基座
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用LHPG法从粉末棒直接生长单晶光纤 被引量:7
17
作者 黄莉蕾 曾宪标 +1 位作者 王彦起 陈继勤 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1993年第4期336-340,共5页
研究了用激光加热基座(LHPG)法从粉末压制成型的源棒直接生长单晶光纤的规律。通过显微镜观察直径波动及通过对吸收谱、荧光谱的测试来判断单晶光纤的品质。实验发现,长出较好的单晶光纤需二次生长,先用较快的提拉速度将粉末压制棒生长... 研究了用激光加热基座(LHPG)法从粉末压制成型的源棒直接生长单晶光纤的规律。通过显微镜观察直径波动及通过对吸收谱、荧光谱的测试来判断单晶光纤的品质。实验发现,长出较好的单晶光纤需二次生长,先用较快的提拉速度将粉末压制棒生长成陶瓷多晶棒,随后从多晶棒生长出单晶光纤。但其最佳生长速度远比以单晶为源棒生长单晶光纤的速度小(从1.2mm/min 减小到0.2mm/min)。实验还发现,以多晶为源棒所对应的熔区形状系数 C 比以单晶为源棒的小;另外,该法生长的单晶光纤的光谱性能与大块晶体的光谱性能相同。 展开更多
关键词 激光加热基座 陶瓷多晶棒 单晶光纤
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LHPG法生长单晶光纤中熔区生长界面对消除气泡的影响 被引量:5
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作者 沈剑威 王迅 沈永行 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期60-64,共5页
采用激光加热基座法(LHPG法)生长的单晶光纤一般具有较好的表面光学质量,但单晶光纤在生长过程中常产生包裹气泡。该类气泡的存在将严重劣化光纤的性能。由于其产生原因复杂,多年来一直没有有效的消除方法。本文采用LHPG法生长Nd3+:YAG... 采用激光加热基座法(LHPG法)生长的单晶光纤一般具有较好的表面光学质量,但单晶光纤在生长过程中常产生包裹气泡。该类气泡的存在将严重劣化光纤的性能。由于其产生原因复杂,多年来一直没有有效的消除方法。本文采用LHPG法生长Nd3+:YAG单晶光纤,深入分析了熔区生长界面对消除气泡的影响。实验结果表明,相比于其它熔区,凹形熔区稳定性能较好,是最佳的熔区形状,采用此熔区生长出的单晶光纤没有气泡,具有极好的光学品质。 展开更多
关键词 激光加热基座 单晶光纤 气泡
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掺钛宝石单晶纤维生长中的若干因素 被引量:2
19
作者 吴路生 王爱华 +2 位作者 吴金明 朱桂霞 殷绍唐 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1995年第4期316-319,共4页
本文报道了用激光加热基座法生长钛宝石单晶光纤中,激光功率、熔区形状、拉速及直径比等因素对光纤质量的影响。系统地研究了绿光吸收系数对于生长气氛和源棒浓度的依赖关系。
关键词 钛宝石 激光加热基座 光学纤维 激光材料
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LHPG法单晶光纤生长的动力学分析 被引量:1
20
作者 李冠告 刘骊 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1995年第3期208-211,共4页
本文运用动力学方法和借助于计算机,对LHPG法中熔区的形状、缩径比,以及生长时单晶光纤的直径变化作了分析。得到稳定生长时熔区的形状、合适的缩径比,以及单晶光纤直径变化的各种情况。
关键词 激光加热基座 单晶光纤 动力学 光学纤维
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