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1 激光晶体材料 1

1.1　引言 1

1.2　激光晶体的现状和发展趋势 2

1.2.1　蓝绿紫和可见光激光材料 2

1.2.2　中红外激光材料 3

1.2.3　1μm波段高功率、大能量激光材料 4

1.2.4　LD抽运超快激光晶体 6

1.3　结论和建议 10

参考文献 11

2 激光透明陶瓷 14

2.1　引言 14

2.2　激光透明陶瓷的种类与性能 15

2.2.1　单组分氧化物 15

2.2.2　氧化物固溶体 17

2.3　激光透明陶瓷的制备优势与制备技术 20

2.3.1　激光透明陶瓷的性能与制备优势 20

2.3.2　粉体合成技术 21

2.3.3　陶瓷材料的成型 24

2.3.4　烧结技术 25

2.4　几种重要激光陶瓷的研究 28

2.4.1　氧化钇透明陶瓷 28

2.4.2　YAG透明陶瓷样品 29

2.4.3　其他氧化物透明陶瓷的制备 31

2.5　激光透明陶瓷的前景展望 32

参考文献 33

3 光子晶体光纤 36

3.1　引言 36

3.2　光子晶体的性质及相关应用 36

3.3　光子晶体光纤 37

3.4　光子晶体光纤的导光机理 39

3.4.1　带隙波导型光子晶体光纤导光机理 39

3.4.2　有效折射率型光子晶体光纤的大模面积和无截止单模特性 41

3.5　光子晶体光纤的制作方法 43

3.5.1　堆叠法 43

3.5.2　挤压法 45

3.5.3　钻孔和溶胶-凝胶法 46

3.6　光子晶体光纤的性质和应用 47

3.6.1　带隙波导型光子晶体光纤的性质和应用 47

3.6.2　有效折射率型光子晶体光纤的性质和应用 52

参考文献 54

4 液体激光 61

4.1　研究背景 61

4.1.1　激光应用简史 61

4.1.2　发展方向和研究热点 62

4.2　液体激光及其介质 62

4.2.1　染料液体激光 63

4.2.2　稀土液体激光 64

4.3　小结与展望 71

参考文献 71

5 有机激光材料与器件 73

5.1　研究背景 73

5.2　有机激光及介质 74

5.2.1　有机染料激光 74

5.2.2　有机稀土激光 78

5.2.3　有机共轭聚合物激光 81

5.3　小结与展望 90

参考文献 90

6 微片激光晶体和器件 94

6.1　引言 94

6.2　微片激光介质评估 95

6.2.1　Nd3＋激光晶体 95

6.2.2　Yb3＋激光晶体 97

6.3　微片激光晶体的生长及其光谱性能分析 98

6.3.1　Nd3+:LaB3O6晶体 98

6.3.2　系列Yb3＋浓度铝硼酸盐晶体 100

6.3.3　Yb3＋离子辐射陷阱和荧光浓度猝灭效应分析 103

6.4　微片激光器件的介质优化研究 108

6.4.1　不同泵浦方式下Nd3＋激光晶体的对比与选择 108

6.4.2　Yb3＋微片激光介质的最佳浓度与厚度分析 110

6.5　微片激光实验研究 111

6.5.1　不同泵浦方式NdAl3(BO3)4微片激光比较 111

6.5.2　利用解理晶体获得免加工微片激光介质 113

6.6　讨论 115

参考文献 116

7 上转换激光晶体 121

7.1　引言 121

7.2　上转换过程 122

7.2.1　激发态吸收上转换 122

7.2.2　能量转移上转换 123

7.2.3　光子雪崩上转换 124

7.2.4　同步多光子吸收上转换 125

7.3　上转换激光晶体 126

7.3.1　稀土离子掺杂上转换晶体材料 126

7.3.2　过渡金属离子掺杂上转换晶体材料 132

7.4　新型多光子吸收上转换激光晶体 133

7.4.1　稀土Ce3+（4f1）离子掺杂上转换晶体 134

7.4.2　过渡金属Cr3+（3d3）离子掺杂上转换晶体 138

7.4.3 自激活VO？阴离子上转换晶体 140

7.5　总结与展望 141

7.5.1　锕系离子和过渡金属离子掺杂材料 142

7.5.2　低声子能量施主材料 142

7.5.3　玻璃陶瓷和纳米晶材料 142

7.5.4　室温操作 142

7.5.5　高上转换效率 142

参考文献 143

8 可调谐激光晶体 151

8.1　过渡金属离子掺杂的可调谐激光晶体 152

8.1.1　Co2＋掺杂可调谐激光晶体 152

8.1.2　Cr2+、Cr3+、Cr4＋掺杂可调谐激光晶体 152

8.1.3　Mn6+（3d1结构）掺杂可调谐激光晶体 156

8.2　稀土离子掺杂的可调谐激光晶体 156

8.2.1　Pr3+（4f2）掺杂激光晶体 157

8.2.2　Nd3＋掺杂激光晶体 157

8.2.3　Tm3+（4f12）掺杂激光晶体 161

8.2.4　Tm3+、Yb3＋双掺杂激光晶体 162

8.2.5　Er3+（4f11）掺杂激光晶体 163

8.2.6　Yb3＋掺杂激光晶体 163

参考文献 167

9 被动调Q与自调制激光 174

9.1　引言 174

9.2　基本原理 174

9.2.1　理想的可饱和吸收体 174

9.2.2　四能级可饱和吸收体 175

9.2.3　被动调Q速率方程 176

9.3　被动Q开关和调Q激光 177

9.3.1　被动Q开关 177

9.3.2　被动调Q激光 184

9.4　自调制激光晶体 188

9.4.1　Cr4+,Nd:YAG晶体 188

9.4.2　Cr4+,Yb:YAG晶体 190

9.4.3　Yb3+,Na+:CaF2晶体 192

9.4.4　其他自调Q激光晶体 194

参考文献 194

10 自倍频激光晶体 202

10.1　概述 202

10.2　Nd:YAl3(BO3)4晶体 205

10.2.1　晶体结构 206

10.2.2　晶体生长 207

10.2.3　晶体性能 208

10.3 Nd:GdAl3(BO3)4 209

10.3.1　晶体生长 209

10.3.2　晶体性能 210

10.3.3　晶体的激光自倍频效应 211

10.4 Yb3+:YAl3(BO3)4(Yb36:YAB) 212

10.4.1　晶体生长 212

10.4.2　晶体性能 214

10.5 YAB:Er3+,Tb3+,Dy3+,Sm3+,Tm3＋晶体 220

10.5.1　Er3+:YAB晶体 221

10.5.2　Dy3+:YAl3(BO3)4晶体 222

10.5.3　Tb3+:YAB晶体 225

10.5.4　Er3+,Yb3+:YAB晶体的上转换性能研究 226

10.5.5　Ho3+,Yb3+:YAl3(BO3)4晶体的上转换性能研究 227

10.5.6　Tm:YAB晶体 229

参考文献 230

11 掺Er3＋的1.54μm激光材料与器件 233

11.1　概述 233

11.1.1　1.54μm激光的重要性 233

11.1.2　实现1.54μm激光的运转方法 234

11.1.3　1.54μm掺Er3＋激光器技术的研究与进展 235

11.2　掺Er3＋的1.54μm激光材料的发展 238

11.2.1　掺Er3＋激光材料的发展总述 238

11.2.2　掺Er3＋的1.54μm激光材料简介 239

11.3　Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃发光性质研究 241

11.3.1　J-O理论介绍 241

11.3.2　吸收光谱和荧光光谱 243

11.3.3　Raman光谱 244

11.3.4　能级寿命、增益、吸收与发射截面测量 245

11.3.5　上转换发光性质研究 246

11.3.6　共掺磷酸盐玻璃中Er3+、Yb3＋的能级跃迁 246

11.4　1.54μmEr3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃激光器 248

11.4.1 LD抽运连续Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃激光器的理论和实验研究 248

11.4.2 LD抽运被动调Q Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃激光器的理论和实验研究 255

11.4.3 Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃激光器及其激光运转技术介绍 259

11.5 Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃光纤及其在光纤放大器和光纤激光器中的应用 261

11.5.1　短长度、高增益Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐光纤的理论研究 262

11.5.2　Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐光纤放大器实验研究 265

11.5.3　Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐光纤激光器实验研究 266

11.6　Er3+、Yb3＋共掺磷酸盐玻璃光波导放大器 266

11.7　结束语 267

参考文献 267

12 激光晶体生长 275

12.1　晶体生长技术 275

12.1.1　晶体生长方法简介 275

12.1.2　晶体生长控制技术的发展 278

12.2　激光晶体生长 285

12.2.1 金属氧化物激光晶体 286

12.2.2 氟化物激光晶体 306

12.2.3 其他重要的激光晶体 311

12.3 结束语 329

参考文献 329