第29卷第10期 2010年10月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALS CHINA
掺钕钒酸钇激光晶体的研制和开发
王国富，吴少凡
（中国科学院福建物质结构研究所，福建福州350002）
Vol.29
No.10
0ct.2010
摘要：掺铵钒酸亿激光晶体是一种优秀LD泵浦的激光品体材料，是当前中、小功率全固态激光器的首选材料，它广泛应用于激光通讯、激光测距、激光印剧、卫星测量、导航等各个领域。首先回顾了LD泵浦的激光品体材料的发展过程及其对激光晶体的要求，系统介绍了掺牧钒酸记激光晶体的特性。同时比较详细介绍了大尺寸、高质量掺敏钒酸亿激光品体生长技术及其应用。目前产品已销往美、英、日等21个国家和地区，成为我国唯一能够大量进人国际市场的激光晶体产品，极大地
推动了我国激光晶体行业的发展，扩大了我国晶体行业在国际上的影响力。关键词：激光品体；掺钕酸亿激光晶体；LD泵浦
中图分类号：TN24；076
文献标识码：A
文章编号：16743962(2010)10002505
ResearchandDevelopmentofNeodymium Doped Yttrium Vanadate Laser Crystal
WANGGuofu，WUShaofan
(Fujian Institute of Research on The Structure of Matter, Chinese Acedemy of Sciences, Fuzhou 350002, China) Abstract: Neodymium-doped Yttrium vanadate ( Nd: YVO, ) is an excellent laser crystal material for laser diode pum-ping and has a wide variety of application in many fields such as laser communication, laser print, laser ranging and so on. This paper firstly deseribes the progress of diode pumped laser materials and spectroscopic characteristies of Nd: YVO, , and also reports the growth method and application of Nd: YVO, crystal with large size and high optical quality. The Nd: YVO, crystals have been became commercial product, which greatly improves the development of laser diode pum-ping laser crystal materials.
Key words : laser erystals; neodymium-doped yttrium vanadate; laser diode pumping
1前言
自20世纪60年代第一台激光器诞生以来1，激光理论和技术发展非常迅速，已在军事、国民经济和科学技术领域得到了广泛的应用。近50年来已研究和发现了几百种激光晶体材料，但是由于晶体生长困难、难于掺入激活离子、差光谱性能或差的热学性能等原因，几乎所有的潜在的激光晶体材料被发现后，马上被淘汰。目前只有少数几种激光晶体得到广泛应用，其中掺亿铝石榴石（Nd：YAG）激光晶体无疑是其中的俊仪者。 Nd：YAG晶体是上世纪60年代中期发明的--种优秀的激光晶体[2]，Nd:YAG晶体在室温下可实现连续和脉冲等多种方式运转，其中连续运转是Nd:YAG激光器最好的
收稿日期：2010-07-12
基金项目：福建省重大科学基金项目资助(2000Z057）
通信作者：王国富，男，1949年生，哲学博士，研究员，博士生
导师
工作方式，由于它具有较低的光弹性常数、高的机械硬度以及令人满意的热学性能，可以获得很高的激光输出功率。至目前为止，Nd:YAC仍然是一种性能最好、用途最广、需求最大的高功率激光晶体。Nd:YAG晶体之所以能够得到广泛的应用，除了Nd:YAG晶体具有优良光学性能外，它还具有其他晶体无法媲美的2个优点： ①不仅大尺寸晶体容易生长，而且具有很高的光学质量和非常少的缺陷；②好的热学和机械性能。
但是到了上世纪80年代末和90年代初，Nd:YAG 晶体的地位受到挑战，1986年第1台激光二极管（LD）泵浦的固态激光器出现在市场，由于LD具有高得多的光谱和空间亮度、高的电光转换效率、长的寿命、输出在时间波形上更大的灵活性，开始了激光二极管作为泵浦源的时期。LD泵浦改变了传统的灯泵浦对材料的要求，LD要求激光晶体材料具有：①较宽的吸收峰，因为作为泵浦源的GaAIAs，AIGaln和InGaAs的LD发射波长分别处于797~810nm，
670~690nm和940
990 nm，它们分别处在Nd*，Tm+，Ho*，Cr+和