Презентация на тему Бораты и силикаты как матрицы лазеров. Свойства и методы выращивания

интерес с точки зрения генерации и преобразования когерентного УФ

излучения в твердотельных системах коротковолновой лазерной техники и интегральной оптики.

бета-борат бария β-BaB2O4 (BBO)
триборат лития LiB3O5 (LBO)
цезий-

литиевый борат CsLiB6O10 (CLBO)

3m
Параметры решетки, нм: а=1,2532

b=1,2717
Кристаллы β-BaB2O4 оптически одноосные, отрицательные.
Достоинства:
1) большой эффективный нелинейно-оптический коэффициент (dэффβ-BaB2O4 = 6dэффKDP при λ = 1,06 мкм);
2) слабую температурную зависимость двупреломления, обеспечивающую высокую термостабильность синхронизма;
3) высокий порог лазерной прочности
что позволяет использовать этот кристалл для генерации четвертой и даже пятой гармоники неодимового лазера.

В203
Выращивание кристалла:
Метод выращивания: кристаллизации из раствора в расплаве

Растворитель: Na2O – В2О3
Интервал температур:902...839 °С
Скорость охлаждения: расплава ≈ 2 град/сут
Скорость вытягивания: 0,5...1,0 мм/сут

Основная трудность при выращивании из эвтектик ВаО – В2О3 состоит в том, что расплав в этих эвтектиках очень вязкий. Это сильно затрудняет выращивание качественных кристаллов.

mm2
Параметры решетки, нм: а = 0,8446

b = 0,7380
c = 1,2717

Конфигурация молекулы: (В3O7)5–
● – В;
○ – ион кислорода;
– ион кислорода или гидроксила

- область прозрачности 0,170...2,6 мкм и могут использоваться для генерации гармоник в УФ диапазоне спектра
- Лазерная прочность кристаллов LiВ3О5 в два раза выше, чем β-ВаВ2О4
- обладает наибольшими эффективными нелинейными коэффициентами в диапазоне фазового синхронизма
Следовательно, применим для суммирования частот перестраиваемых лазеров, в частности лазеров на красителях.

раствора в расплаве
Тигель: платина
Химические реакции:
Li2CO3 + 6Н3ВО3 → 2LiB3O5

+ СО2 + 9Н2О;
Li2O + 3В2О3 → 2LiB3O5;
2LiOH + 3В2О3 → 2LiB3O5 + H2O.
Скоростью понижения Т: 0,2...2 °С/сут
Скорости вытягивания затравки : 1 мм/сут
Дефекты: включения
Проблемы: напряжения, приводящие к растрескиванию

Недостатками LBO являются: а) низкое двулучепреломление, что делает невозможным получение в LBO четвертой гармоники ИАГ:Nd лазера при комнатной температуре; б) сильная зависимость угла синхронизма от температуры (dθс/dT), что в ряде случаев требует термостатирования кристалла. К недостаткам LBO можно отнести и сложность выращивания кристалла.

I42d
Параметры элементарной ячейки: а = b = 1,494 нм;

с = 0,8939 нм
Плавится конгруэнтно при 848 °С
Выращивание кристалла:
Метод выращивания: из стехиометрического раствора-расплава в платиновом тигле в вертикальной цилиндрической электрической печи методом Киропулоса на затравке

Начальная загрузка :Li2СО3, Cs2CO3 и В2О3
Т расплава: 845 °С
Скорость понижения температуры: 1 °С/сут
Скоростью вращения затравки: 15 об/мин

или пъезоприменений - кварц, лангасит La3Ga5SiO14, так и лазерные -

форстерит, литий-галий силикат, оливин, силикатные гранаты.

(b) Si-O тетраэдр
Температура плавления: Тпл = 1890 С0.
Сингония:

ромбическая.
Класс симметрии: ромбо - бипирамидальный — Pbnm.
Отношение осей: 1,255 : 1 : 2,151. Параметры решетки: а = 4,76
b = 10,21
с = 5,98
- перестраиваемая по длине волны генерация в импульсном и непрерывном режимах составляет в диапазонах 1173-1338 нм и 1236-1300 нм
- рекордно высокую квантовую эффективность (38%) фотолюминесценции
Используется в качестве активной среды твердотельных лазеров, перестраиваемых в области 1,2-1,4 мкм, важной для ряда практических мероприятий, а также фемтоскундных лазеров.

2 - преобразователь частоты тиристорный; 3 –пульт управления; 4

- высоковакуумный агрегат, включающий в себя откачной блок; 5 - стойка управления.

Выращивание кристалла:
Метод Чохральского:
- термическая подготовка исходных химических реактивов
- твердофазный синтез
- изготовление и сборка теплового узла,
- создание вакуума не хуже 10-3 Па, напуск газовой смеси, разогрев и гомогенизация расплава;
- затравливание и выход растущего кристалла на диаметр роста;
- непосредственное выращивание кристалла;
- прекращение роста и послеростовой отжиг кристалла.

люминесценцией ионов Cr4+ в полуторамикронном диапазоне спектра с высоким

временем жизни и квантовым выходом. Это открывает перспективы использования Cr:LiGaSiO4 в качестве эффективной активной среды твердотельных лазеров, перестраиваемых в важной для ряда практических применений спектральной области.

Метод выращивания: Кристаллы выращивались на воздухе, на установке «УРН-2-ЗП» методом бестигельной вертикальной зонной плавки (ВЗП) со световым нагревом, осуществлявшимся с помощью излучения ксеноновой лампы сверхвысокого давления.