基于新型掺钕钒酸盐混晶的全固态脉冲激光器研究

全固态激光技术具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、可靠性好等优点，在许多领域有迫切需求。2003年，我们首次发现了掺钕钒酸盐混晶Nd:GdxY1-xVO4在被动调Q激光器中的能量增强效应，本项目是该研究的系统和深入，具体内容包括：掺钕钒酸盐混晶Nd:GdxY1-xVO4、Nd:LuxGd1-xVO4和Nd:LuxY1-xVO4（0<x<1）的最佳生长工艺研究，获得高光学质量晶体；混晶基本结构、物化、光谱、热学性能研究，连续及脉冲激光性能研究，确定最佳组分；基于混晶的激光二极管（LD）泵浦被动调Q微型激光器研究，基于混晶的LD泵浦锁模激光器研究，以及相关倍频、拉曼器件的研究。最终目标为，实现该类晶体的性能优化并对其应用前景进行客观评价。

采用熔体提拉法，从化学计量比的熔体中生长出了大尺寸、高质量的Nd:LuxY1-xVO4系列单晶。对这些晶体进行了全面、系统的测量和激光性能的研究，包括结构、组分及缺陷的研究，吸收光谱、发射光谱、光谱参数等光学性质的研究，比热、热膨胀、热导率等热学性质的研究，连续激光特性的研究，主动及被动调Q脉冲激光特性的研究，微片激光特性的研究，锁模和自拉曼激光特性的研究，等，并与Nd:GdxY1-xVO4、Nd:LuxGd1-xVO4系列晶体的相关特性进行了比较，确定了最佳组分，实现了该类晶体的性能优化。本项目较好地实现了预期目标，在晶体生长、基本性能测试、激光特性研究等方面取得了宝贵经验，为该类晶体的应用打下了良好基础。到目前为止， 本项目已取得的研究成果包括获得授权发明专利2项，发表国内外期刊文章33篇，会议论文3篇，其中SCI论文28篇（影响因子大于3的18篇），EI论文8篇。