专利名称：双端均复合生长型激光介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学领域，具体的说是一种双端均复合生长型激光介质。
背景技术：
激光介质是指能够产生受激辐射的材料，是激光器的核心组成部分。传统 的激光介质是同 一单晶或玻璃的单一整体，在此单晶或玻璃内部没有任何机械、 光学、化学加工或处理。随着高功率激光器的发展，这种激光介质受到散热， 应力，尺寸等的限制，限制了激光功率和光束质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种双端均复合生长型激光介质，以克服现有工作物 质受到散热，应力，尺寸等的限制，限制了激光功率和光束质量的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现
一种双端均复合生长型激光介质，是二块单端或三块三端同类晶体介质复 合生长在一起的晶体整体，所述的晶体介质为选自以下之一
1) 钒酸礼(GdV04) +#参钕夙酸礼(Nd: GdV04)
2) 钒酸钆(GdV04) +掺钕巩酸礼(Nd: GdV04) +钒酸轧(GdV04) 其中Nd的摩尔浓度在0. 1%与3%之间。
本发明所述的双端均复合生长型激光介质的制备方法将掺杂与不掺杂的 相同类介质，通过两次或多次生长，复合生长晶体生长方向为A轴生长，最终 生长出界面平整，分界清晰的双端和三端的复合晶体介质；技术要求在于生长 白头即不掺杂GdV04单晶必须是平界面生长，在完成整个GdV04生长过程后通 过46小时的分段恒温及降温过程，首先完成GdV04的无散射平界面的生长单晶，
3并且充分退火消除晶体内部应力，然后将GdV04单晶作为^f晶去生长Nd: GdV04 单晶，这一过程即完成了白头晶体的生长过程(即双端晶体的复合生长)；接下 来如果GdV04+Nd: GdV04复合晶体也完全完成平界面生长，即可再行退火消除 GdV04+Nd: GdV04晶体的内应力，接着在以GdV04+Nd: GdV04作为籽晶去生长 复合晶体GdV04+Nd: GdV04+ GdV04 ; 直到生长出三端复合晶体 GdV04+Nd: GdV04+GdV04,三端复合晶体界面平整清晰无散射无生长紋，晶体内部 结构均匀，实现晶体界面的确结合完全是同类分子间的结合。通常Nd:GdV04的 生长温度为182CTC ，而GdV04的生长温度为1860°C,生长复合晶体的温度为1840 °C;这样保证晶体生长界面位错小，不散射，生长结合部平整晶体结合部生长时 禁止提拉，同时恒温生长30分钟；当晶体生长光圈变为与生长Nd: GdV04晶体相 符合时可继续进行晶体生长，复合晶体的生长速度为1.2毫米/小时；退火降温 速率分为5段第一段降温16小时，速率2(TC/小时；第二段降温8小时，速 率WC/小时；第三段降温6小时，速率8(TC/小时；第四段降温4小时，速率 100。C/小时；第五段降温2小时，速率200。C/小时；当温度显示只有不到80度 时关闭电源，半小时后才可以开炉取晶体，退火时间要在36小时以上，时间越 长，晶体内应力就越小，晶体开裂可能性就越小。
本发明的有益效果为单端或双端同类晶体介质是通过生长将它们结合在 一起，而非热键合或光胶，完全实现分子间永久生长在一起，复合晶体的过渡 面光学特性及透过率与理论透过相符合，生长后的复合晶体可经受任何的光学 及机械加工；有利于复合介质元件的冷却，因为介质的单端或双端为未掺杂的 激光激活离子介质，它对泵浦光不产生吸收，可作为热沉散热；有利于装夹结 构和冷却设计，不会因为这些结构而影响介质的增益；由于未掺杂端对激光和
泵浦光都没有吸收，工作时减小了热透镜效应的影响，从而提高了光学质量； 泵浦光及激光通过未掺杂的晶体端为吸收，这样一来就提高了晶体的抗激光损 伤能力，也提高了激光效率；由于热透镜效应的减小及抗激光损伤能力的提高， 就为更高功率的器件提供了保障。
图1是本发明实施例所述双端均复合生长型激光介质结构示意图2是本发明另 一 实施例所述双端均复合生长型激光介质结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种双端均复合生长型激光介质，是二 块单端同类晶体介质复合生长在一起的晶体整体，所述的晶体介质为 GdV04+Nd:GdV04,其中Nd的摩尔浓度在0. 1%与3°/。之间。将掺杂与不掺杂的相 同类介质，通过两次或多次生长，最终生长出界面平整，分界清晰的双端复合 晶体介质；技术要求在于生长白头即不掺杂GdV04单晶必须是平界面生长，在 完成整个GdV04生长过程后通过46小时的分段恒温及降温过程，首先完成GdV04 的无散射平界面的生长单晶，并且充分退火消除晶体内部应力，然后将GdV04 单晶作为籽晶去生长Nd:GdV04单晶，这一过程即完成了白头晶体的生长过程 (即双端晶体的复合生长)。
如图2所示，本发明另一实施例所述的一种双端均复合生长型激光介质， 是三块三端同类晶体介质复合生长在一起的晶体整体，所述的晶体介质为 GdV04+Nd: GdV04+GdV04，其中Nd的摩尔浓度在0. 1%与3%之间。以GdV04+Nd: GdV04作为籽晶去生长复合晶体GdV04+Nd:GdV04+GdV04,直到生长出三端复合 晶体GdV04+Nd:GdV04+GdV04，三端复合晶体界面平整清晰无散射无生长紋，晶 体内部结构均匀，实现晶体界面的确结合完全是同类分子间的结合。
权利要求
1、一种双端均复合生长型激光介质，其特征在于其是二块单端或三块三端同类晶体介质复合生长在一起的晶体整体，所述的晶体介质为选自以下之一1)GdVO4+Nd:GdVO4；2)GdVO4+Nd:GdVO4+GdVO4，其中Nd的摩尔浓度在0.1％与3％之间。
2、 权利要求1所述的双端均复合生长型激光介质的制备方法，其特征在于 将掺杂与不掺杂的相同类介质，通过两次或多次生长，复合生长晶体生长方向 为A轴生长，最终生长出界面平整，分界清晰的双端和三端的复合晶体介质； 其中不掺杂GdV04单晶是平界面生长，在完成整个GdV04生长过程后通过46小 时的分段恒温及降温过程，首先完成GdV04的无散射平界面的生长单晶，并且 充分退火消除晶体内部应力，然后将GdV04单晶作为籽晶去生长Nd: GdV04单 晶；接着以GdV04+Nd: GdV04作为籽晶去生长复合晶体GdV04+Nd: GdV04+GdV04, 直到生长出三端复合晶体GdV04+Nd: GdV04+GdV04。
3、 权利要求2所述的双端均复合生长型激光介质的制备方法，其特征在于 Nd:GdV04的生长温度为1820°C， GdV04的生长温度为1860°C,生长复合晶体的 温度为1840°C;当晶体生长光圈变为与生长Nd: GdV04晶体相符合时可继续进行 晶体生长，复合晶体的生长速度为1. 2毫米/小时；退火降温速率分为5段第一 段降温16小时，速率2(TC/小时；第二段降温8小时，速率6(TC/小时；第三段 降温6小时，速率8(TC/小时；第四段降温4小时，速率10(TC/小时；第五段降 温2小时，速率200。C/小时；当温度显示只有不到80度时关闭电源。
全文摘要
本发明涉及一种双端均复合生长型激光介质，是二块单端或三块三端同类晶体介质复合生长在一起的晶体整体，所述的晶体介质为选自以下之一1)GdVO<sub>4</sub>+Nd:GdVO<sub>4</sub>；2)GdVO<sub>4</sub>+Nd:GdVO<sub>4</sub>+GdVO<sub>4</sub>，其中Nd的浓度在0.1％与3％(摩尔分数)之间。本发明的有益效果为单端或双端同类晶体介质是通过生长将它们结合在一起，而非热键合或光胶，完全实现分子间永久生长在一起，复合晶体的过渡面光学特性及透过率与理论透过相符合，生长后的复合晶体可经受任何的光学及机械加工。
文档编号H01S3/02GK101465510SQ20091000069
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者毅 彭 申请人:毅 彭