钛宝石激光晶体残余红外吸收起源的新理论

时间：2022-09-30作者：南京光宝光电科技有限公司浏览：107

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室激光晶体研究团队使用基于密度泛函理论的**性原理方法，完成对影响钛宝石激光发射效率的重要问题——残余红外吸收的理论突破，提出双机制核心残余红外吸收的理论。

钛宝石是三大基础激光晶体之一，具备较佳的物化、光谱和激光特性，是**强**快激光装置的关键关键材料之一。自打1982年钛宝石晶体激光性能被报道至今，与激光发射带重合的残余红外吸收始终是影响其激光发射效率的关键问题，所以，明确残余红外吸收的起源是钛宝石激光晶体研究的重要课题之一。

该研究团队根据Al2O3晶体结构中AlO6八面体的接触条件，界定并打造了4种Ti3+-Ti3+离子对模型和3种Ti4+-Ti3+离子对模型，运用密度泛函理论计算了涵盖各种缺陷模型的钛宝石晶体的电子光学性质，初次通过理论计算获得了与实验相匹配的近红外吸收光谱，提出了由线接触Ti3+-Ti3+离子对和面接触Ti4+-Ti3+离子对共同主导残余红外吸收的理论，成功地解释了残余红外吸收的退火特性、掺杂浓度依赖特性及其偏振特性。

该研究工作实现对影响钛宝石晶体激光发射效率重要环节的理论溯源和突破，不但对钛宝石激光晶体的研究发展起着至关重要的作用，同时也为筛选新型无残余红外吸收的钛掺杂激光晶体提供了思路。

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  词条说明

• 非线性晶体现状具体表现在哪些地方?

  在非线性晶体材料生产上，、中国、和前苏联的有些国家如俄罗斯、乌克兰、立陶宛等，占有重要的位置，而美国和欧洲有些国家则主要偏重于非线性晶体器件及设备的制造。我国在非线性晶体领域占据重要的位置。除光通信外，工业激光、电光是非线性光学晶体运用的重要市场，近些年始终保持着每年15-20%的产品增长，其中BBO、KTP晶体是本领域近些年增长较快的晶体品类，行业前景看好。医用固体激光器领域是非线性光学晶体的另

• 法拉*隔离器能够消除激光种子源的频率不稳定

  EOT法拉*隔离器的工作原理是，当正方向入射的信号光，在通过起偏器后，成为了线偏振光;信号光的偏振方向在法拉*旋转磁介质与外界磁场协同作用下，向右偏移45度，并且低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。反向入射的信号光，从检偏器入射后，借助放置介质时，并且也右旋转45度，从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，阻隔了反射光的传输。基本功能是推动光信号的正向传输，此外模拟逆光，具备不可逆性。一般来说

• 非线性光学晶体具备的重要物质基础

  非线性光学晶体是的光电信息功能复合材料之一，是光电技术尤其是激光技术的一个关键物质条件，其发展程度与激光技术发展息息相关。非线性光学晶体材料可用于进行激光频率转换，扩展激光的波长;用于调制激光强度、相位;实现激光信号的全息存储、波前畴变的自泵浦相位共轭等。非线性光学晶体是和现代军事技术中的关键材料，各国家都将其放在大力发展的位置，并作为一项重要战略举措列入各自高技术发展规划中，给予高度重视和支持。

• BBO晶体应用优势及用途分析

  高质量单晶体的可使用性，仍然是常用的一种非线性光学晶体。非线性光学晶体是全固态激光实现激光频率转换的核心材料。偏硼酸钡(β-BaB_2O_4)晶体已广泛运用于激光倍频、混频和光参量振荡等重点领域。BBO晶体在非线性光学晶体中，是一种综合优势比较明显，性能较好的晶体，它具有较宽的透光范围，相对较低的吸收系数，较弱的压电振铃效应，比起其他的电光调制晶体，具有相对较高的消光比，相当大的相匹配角，非常高的