一、脉冲Nd~(3+):YAG激光软化处理工艺（论文文献综述）
申冰磊[1]（2020）在《Nd：YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤的制备研究》文中进行了进一步梳理受激布里渊散射（SBS）限制了单根玻璃光纤极限输出功率的提高,而钇铝石榴石（YAG）晶体的SBS增益系数比玻璃低一个数量级。因此,兼具晶体和光纤优点的YAG晶体光纤可以有效地减小非线性效应和热损伤,同时实现较高功率输出。因此,本文采用Nd:YAG晶体纤芯和高折射率的包层玻璃制备复合光纤,旨在研究稀土掺杂YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤的制备工艺及性能,并研究Nd3+掺杂的磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、石英玻璃、YAG单晶和YAG陶瓷的变温光谱和抗辐射性能,以期获得Nd:YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤在制备工艺上的突破,并通过变温光谱和抗辐射分析为后续研究提供参考和依据。具体内容如下:研究了热磷酸腐蚀法的加热工具、容器、温度对制备小直径的Nd:YAG晶体纤芯的影响,发现利用刚玉坩埚和马弗炉加热至250oC可有效减小Nd:YAG晶体纤芯的直径,得到直径100μm左右的细小Nd:YAG晶体纤芯;利用高温熔融法制备包层玻璃,研究La2O3、Nb2O5、Pb O等组分对折射率、热膨胀和析晶能力的影响,发现增加La2O3、Nb2O5、Pb O含量可增大折射率和热膨胀,玻璃更容易析晶,其中折射率1.805、热膨胀系数6.75×10-6/oC的硼酸盐玻璃在800oC保温15 min后析晶,而折射率1.803、热膨胀系数6.66×10-6/oC的锗酸盐玻璃在700oC保温30 min后析晶。利用光纤拉丝塔制备N3122磷酸盐玻璃毛细管,发现在掉料温度555oC,拉丝温度为521oC条件下可拉制内径在200-300μm的不同尺寸的N3122磷酸盐玻璃毛细管;采用低温坍缩法制备Nd:YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤,得到了长度10 mm,纤芯直径100μm的复合光纤;显微镜观察发现复合光纤仍保持较完整的结构,拉曼光谱测试证明了纤芯与包层之间不存在成分扩散,解决了纤芯非晶化的问题。结合Judd-Ofelt理论分析,研究了Nd3+掺杂磷酸盐玻璃（N3122、N3135）、硅酸盐玻璃、石英玻璃、Nd:YAG单晶与Nd:YAG透明陶瓷的耐温和抗辐照性能。发现升高温度和辐照会增大荧光分支比和有效线宽,降低量子效率,减小吸收截面和发射截面,且发射截面近似为线性变化;温度从30oC升至120oC,N3122、N3135、硅酸盐玻璃、石英玻璃、Nd:YAG单晶和Nd:YAG透明陶瓷的发射截面(×10-20 cm2)从3.27、3.68、1.66、0.86、8.39、5.96分别减小至2.81、3.14、1.31、0.75、8.04、5.6;在0.3388 Gy/min辐射剂量率下辐射17小时,N3122、N3135、硅酸盐玻璃、石英玻璃、Nd:YAG单晶和Nd:YAG透明陶瓷的发射截面(×10-20 cm2)从3.76、3.72、1.7、0.91、8.97、5.99分别减小至3.24、3.42、1.65、0.87、8.66、5.95。
武柏屹[2]（2020）在《微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究》文中进行了进一步梳理激光技术在军事国防、工业加工、日常生活等关键领域都具有广泛而不可替代的作用。随着激光技术的发展,激光器向着高功率、大能量、集成化、小型化、低成本方向发展。目前,传统的激光装置已经不能满足新场景、高性能的要求。以玻璃光纤激光器为代表的“第三代激光器”经过多年的研制,激光性能已经逐渐接近或赶超传统的激光系统。然而,由于石英玻璃光纤热导率低、适用波段窄、相干合成系统复杂等不足,使得玻璃光纤在实现高功率激光时会出现严重的热效应及非线性效应。目前,单根玻璃光纤激光输出极限为36.6kW,而这一限制会影响其在高功率、大能量、集成化、小型化需求下的进一步发展。因此,寻找新型高增益、低造价的激光增益介质进而突破现有技术瓶颈成为了当前激光材料领域的研究重点。激光单晶光纤作为一种介于体块晶体和玻璃光纤间的新型一维激光增益材料,兼顾了传统体块晶体材料的高增益以及玻璃光纤良好的散热性等优势,具有极限输出功率高、激光效率高、光束质量好等优点,有望解决固体激光器目前所遇到的功率限制。近年来,单晶光纤材料及器件的研究随着多种新型激光单晶光纤增益介质的研发与产业化,呈现出火热的发展态势。美国、法国、日本、俄罗斯、中国等国家也已相继设立单晶光纤相关的重点研究项目。目前YAG单晶光纤生长已经得到了较多报道,也实现了高效的“百瓦级”激光输出。但与此同时,单晶光纤目前仍然有较多基础问题需要解决。目前,国内外对单晶光纤研究主要集中在高质量单晶光纤纤芯的制备,国际上有多种可行的单晶光纤生长方法,如何对现有方法进行探索改进,寻找高效便捷的单晶光纤生长方法。此外,单晶光纤兼顾体块单晶和玻璃光纤的特点,但目前国际上对单晶光纤激光还停留在借鉴模仿阶段。所以在单晶光纤激光研究中,如何完善单晶光纤激光概念,充分发挥单晶光纤材料独有优势,是单晶光纤材料制备迈向器件应用的重要一步。我国在单晶光纤领域的研究起步较晚,单晶光纤作为新型激光增益基质,相关研究仍处于初期探索阶段,单晶光纤纤芯生长、装置改造、包层设计、质量评估、器件探索及性能优化等都需要进一步研究。其中,高质量单晶光纤的制备是实现激光应用的重要前提。本论文从技术应用到装备制造出发,针对单晶光纤在高功率激光和中红外激光方面的突出优势,选用高质量Y3A15012（YAG）及Y3Sc2Ga3012（YSGG）单晶光纤作为研究对象,以国家相关重点领域突破要求为牵引,对晶体生长方法、设备改进、生长工艺探索及优化、晶纤质量评价表征、晶纤加工及器件应用进行了系统探索,成功开展了晶纤核心缺陷、元素掺杂设计相关研究工作。此外,本论文首次报道了 Er,Nd:YSGG单晶光纤的设计与制备以及其光谱性能的探索与表征。本论文主要的研究内容和相关结论如下:Ⅰ.系统总结了激光陶瓷、激光玻璃及激光晶体的研究现状及发展趋势本论文从不同激光材料的结构特点出发,系统综述了激光陶瓷、激光玻璃及激光晶体等激光增益介质材料的制备方法、性能特点及研究现状,总结了实现高功率,大能量激光发展对增益介质材料的要求。着重对玻璃光纤和单晶光纤增益材料的概念、应用及发展趋势进行了概述,提出了本论文的研究意义、目的和内容。Ⅱ.工艺设备优化及Nd:YAG单晶光纤生长采用微下拉法进行了 Nd:YAG单晶光纤的生长研究,根据生长特点及材料特性,我们从坩埚设计、温场模拟、单晶光纤质量控制、籽晶选用等多方面对高质量大长径比单晶光纤生长技术开展了相关探索。利用自主搭建的高温单晶光纤生长炉,通过防震腔及流动气氛的引入,结合前期探索,分别以Nd:YAG多晶料及单晶料为原料成功制备出直径800 μm-1 mm,长度可达100 mm的高质量Nd:YAG单晶光纤。通过激光测微仪表征,光纤直径波动小于5%,表面光滑,透明无包裹物。通过X射线劳埃背反衍射仪及He-Ne激光系统等测试,证明优化生长的单晶光纤具有较高的光学质量,为后期单晶光纤应用于高功率激光系统提供了坚实的材料基础。Ⅲ.YAG单晶光纤定向生长及核心缺陷研究利用微下拉法生长单晶光纤的优势,采用定向籽晶生长技术,以<111>定向籽晶、<100>偏<110>15°定向籽晶及<100>定向籽晶成功生长了不同取向的YAG单晶光纤。通过对其加工后进行光学质量表征,系统地研究了籽晶定向及生长界面对晶体核心的影响,优化生长出了高光学质量单晶光纤。在获得高质量单晶光纤的基础上,对单晶光纤特征性能进行了表征,主要有:单晶性测试、直径起伏测试、稀土离子分布测试、光学质量表征及光学损耗等。测试结果证明高长径比单晶光纤为完整的单晶;端面为规则的圆形;稀土掺杂离子在晶纤中分布均一,光学质量良好,光学损耗较低。这些表征共同支撑起高质量单晶光纤质量表征体系,也同样为后期晶体的激光应用提供了便利。Ⅳ.基于Nd:YAG单晶光纤器件性能研究通过选用高质量1at./%Nd:YAG单晶光纤,设计并加工了 Nd:YAG激光元件,与山东大学何京良教授课题组合作开展了 Nd:YAG在1064 nm处连续激光输出实验。通过对晶体质量筛选及激光系统优化,最终实现了 8.32 W连续激光输出,斜效率为45.5%。这也是国内首次报道在1 μm处实现YAG单晶光纤的连续激光输出。与国际现有研究结果相比,该元件不仅实现了接近国际最高的53%的输出效率,同时,其光束质量因子M2=1.13也优于相关Nd:YAG单晶光纤报道,证明了该元件可以兼顾高输出效率与高光束质量。是实现新型高功率、高效率、高损伤阈值的潜力材料。与国防科学技术大学合作开展了 Nd:YAG模块在皮秒激光放大器应用研究,通过对晶纤稀土离子掺杂浓度及晶纤长度参数进行优化,证明了 0.3at.%Nd:YAG单晶光纤优异的放大性能,其放大器输出功率可达2.2 W,放大倍率达到2.2倍,而通常体块晶体不超过1.5倍。此外,种子光光束质量在通过晶体放大后仍维持在较高的水平,晶体内部光学质量较好,并且较低的掺杂离子浓度使得放大系统更加稳定,没有出现很强的热效应。目前该类单晶光纤放大模块被法国Fibercryst公司垄断,国际相关单晶光纤放大研究多依赖于其Taranis系列商品,该模块价格昂贵,并且无法根据需求来设计模块产品。而本论文中报道了单晶光纤在皮秒激光放大器应用的研究、器件及性能测试,成功实现了高重频短脉宽皮秒激光放大研究,其2.2倍激光放大性能也达到国际先进水平。该项研究也填补了国内单晶光纤材料相关领域的空白,推动了国内单晶光纤自主研制和应用推广。其优异的器件性能表明,Nd:YAG单晶光纤材料在光纤放大器领域具有良好的应用潜力。Ⅴ.Er:YSGG单晶光纤生长及基本性能表征单晶光纤的优势之一是可以选用合适的基质材料进行多种稀土离子掺杂从而获得目标波段的激光输出,相比于传统玻璃光纤在中红外波段较大的损耗,Er:YSGG单晶光纤在中共外波段损耗较小,并具有低的声子能量、高的掺杂离子浓度、传输损耗低和大的长径比等特点,使得其成为实现中红外激光输出的合适基质材料。利用微下拉单晶生长技术首次生长了 30at.%Er:YSGG单晶光纤,直径2mm,长度可达80 mm,晶纤透过率较高。XRF测试其Er3+离子浓度为28%,计算出Er3+在YSGG晶纤中的分凝系数接近于1,有利于设计生长高长径比高质量单晶光纤。此外,通过对晶体生长气氛的选择以及生长速度的调控,系统研究并优化了晶体生长过程中Ga2O3挥发所引起的缺陷,提高了晶体质量。Er:YSGG有望成为单晶光纤在中红外波段探索拓展的潜力材料。Ⅵ.Er,Nd:YSGG单晶光纤生长及Nd3+对3.0 μm光谱性能影响研究根据对Er3+和Nd3+能级分析,设计生长了 Er,Nd:YSGG单晶光纤,以解决Er3+激光系统中极易发生的自终态效应及低的吸收效率等问题。生长不同掺杂浓度的晶纤,通过对吸收光谱,发射光谱,荧光寿命进行对比分析。系统研究了 Nd3+对Er:YSGG在3.0 μm波段光谱性能的影响。优化后的双掺晶纤,将其Er:YSGG下能级寿命从6.05 ms,降至0.384 ms和0.245 ms,大大减少下能级Er3+:4I13/2粒子数布局,从而有利于实现粒子数反转。Nd3+离子在共掺体系中表现为敏化效应和退激活效应,能有效提高晶纤对泵浦能量的吸收,并抑制Er3+激光在3.0μm激光运转中出现的自终止瓶颈。Nd3+离子的引入很大程度上改善了 Er:YSGG在3.0μm波段性能,Er,Nd:YSGG单晶光纤将在高功率中红外激光输出中发挥重要的作用。
姜楠[3]（2019）在《复合结构镱掺杂石榴石基激光陶瓷的可控制备与性能优化》文中研究表明先进固体激光器的重要发展趋势是获得高功率、高效率和优异光束质量的激光输出,而激光增益介质的热效应将会严重降低固体激光器的性能。激光陶瓷具有热导率高、可以实现连续激光输出和激活离子均匀掺杂等优点。此外,还可以相对容易地实现大尺寸复合结构激光陶瓷的制备,而对增益介质进行复合结构设计可以有效地抑制热效应和自发辐射放大（ASE）,是一种极具发展前景的增益介质材料。在各种不同类型的复合结构激光陶瓷中,平面波导结构具有低激光阈值、高增益、对光约束能力强和高效散热等优点;激活离子梯度掺杂结构激光陶瓷在高功率泵浦条件下,有利于促使热量在材料内部均匀分布;表层增益结构激光陶瓷可以有效补偿增益介质内部的热效应,且散热能力强,有助于实现高功率泵浦和高功率激光输出。在众多的陶瓷成型和加工方法中,流延成型结合共烧结是获得复合结构激光陶瓷的重要技术。获得的流延膜厚度可以精确控制在微米量级,适合叠层不同结构形式,在陶瓷的成型过程中便能得到所设计的结构。Yb:YAG材料具有简单的能级结构、高增益、长荧光寿命、宽吸收和发射带,还可以实现高浓度掺杂等优点。同时,随着作为泵浦源的激光二极管（LD）的输出功率不断提高,早期Yb:YAG因泵浦阈值高而不容易泵浦的缺点被克服,使它成为先进固体激光器的理想增益介质。基于上述背景,我们采用流延成型结合烧结工艺制备复合结构镱掺杂石榴石基激光陶瓷,并对陶瓷的显微结构、掺杂离子扩散行为、光学以及激光性能展开研究。主要工作内容如下:1)以商业氧化物粉体为原料,利用流延成型结合真空烧结和热等静压烧结（HIP）后处理制备了尺寸为60 mm×10 mm×1 mm的平面波导YAG/10at.%Yb:YAG/YAG陶瓷,厚度为2 mm的样品在400 nm处的直线透过率为82.5%,接近理论透过率。样品的平均晶粒尺寸约为17.1μm。随后采用主震荡功率放大器（MOPA）结构和940 nm激光二极管为泵浦源,实现了最大功率为1.25 kW的1030 nm激光输出,对应的光光转换效率为30%,是国际上该类陶瓷平面波导获得的最高激光输出功率。采用激光剥蚀结合电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）和菲克第二定律,对平面波导YAG/10at.%Yb:YAG/YAG陶瓷中波导层和包层界面处Yb3+的分布进行了研究,Yb3+的体扩散系数和晶界扩散系数分别为2.43×10-15 m2/s和2.15×10-99 m2/s。2)采用商业氧化物粉体为原料,利用流延成型工艺配合真空预烧以及HIP后处理获得了平面波导LuAG/10at.%Yb:LuAG/LuAG陶瓷,厚度为2 mm的样品在1100 nm处的直线透过率为74.0%,Yb3+离子的最大单向扩散距离为166μm。随后以976 nm的激光二极管为泵浦源,获得了1030 nm处的激光输出,最大输出功率和斜率效率分别为0.4 W和9.4%。据我们所知这是平面波导LuAG/Yb:LuAG/LuAG陶瓷首次实现激光输出。同样对所制备的平面波导LuAG/10at.%Yb:LuAG/LuAG陶瓷中Yb3+的扩散系数进行了计算,结果表明,Yb3+的扩散系数随着预烧温度的升高而增加,特别是对于晶界扩散。3)采用流延成型结合真空烧结和HIP后处理实现了梯度掺杂Yb:YAG透明陶瓷的制备。1765oC保温30 h真空预烧的陶瓷样品经HIP后处理（1700oC×3h）后,厚度为5.9 mm的陶瓷样品在1100 nm处的透过率为81.6%,透过率较低的原因主要是由于不同掺杂浓度Yb:YAG陶瓷的不同步致密以及在界面处因折射率差异导致的菲涅尔损耗。为了缓解以上问题,设计并制备了多段掺杂Yb:YAG激光陶瓷板条。1740oC保温30 h真空预烧的陶瓷样品经HIP后处理（1700oC×3 h）后,YAG、0.6at.%和1.5at.%Yb:YAG区域在1100 nm处的透过率分别为83.9%、84.1%和83.3%。在激光实验中,以940 nm激光二极管为泵浦源,采用多段掺杂Yb:YAG激光陶瓷板条实现了1 ms脉宽、10 Hz重复频率下总能量为3.43 J的1030 nm激光输出,对应的光光转化效率和斜率效率分别为30%和45%。4)采用非水基流延成型制备了目标组分为YAG和2.5at.%Yb:YAG流延膜,将它们按照设计叠层后获得了素坯,随后经真空烧结和HIP后处理技术实现了表层增益2.5at.%Yb:YAG/YAG/2.5at.%Yb:YAG透明陶瓷的制备。1735oC保温30 h真空预烧的陶瓷样品经HIP后处理（1700o C×3 h）后,获得的陶瓷在400nm和1100 nm处的透过率分别为79.1%和83.5%。
赵萌[4]（2019）在《激光二极管泵浦的Nd：YAG陶瓷激光器热效应研究》文中指出自上个世纪60年代激光器被研制以来,近红外波段的激光广泛应用于工业、军事、医学等各个领域也融入到我们的日常生活当中。激光二极管（LD）泵浦的全固态激光器（DPSSL）由于其稳定性好、结构紧凑、转换效率高、寿命长、输出光束质量高等诸多优势为高功率的激光器发展创造了得天独厚的优势。随着激光透明陶瓷制备技术的突破性进步,使其成为一种全新的激光工作物质。为全固态激光器向更高功率方向的发展提供了新思路。Nd3+离子的能级结构与YAG基质的特性决定了Nd:YAG陶瓷可承受更高功率的辐射,是高功率、高效率固态激光器工作物质的理想选择。然而,在激光与冷却系统同时对陶瓷的作用过程中免不了材料内部形成温度梯度分布,工作物质受热膨胀,引起热形变,进而产生热透镜等热效应。会严重影响激光器的质量。因此,对热效应的深入研究是非常必要的。本论文的最主要内容为:1.针对激光二极管泵浦的Nd:YAG陶瓷激光器从工作原理、内部结构、泵浦方式、运转方式以及产生热效应的机理等方面进行介绍。2.在LD端面泵浦的运作方式下,对于长方体Nd:YAG陶瓷,基于热传导理论建立直角坐标系下的热模型,采用解析法求解了连续与脉冲泵浦条件下的热传导方程,分别得到了对应的稳态与瞬态的温度场解析表达式。利用Mathematica软件对温度场与热形变量计算结果进行数值模拟。并分析了泵浦光的超高斯阶次、功率、束腰半径、脉冲宽度等参数的不同选取对温度场分布的影响,当超高斯阶次增大、泵浦光功率减小、束腰半径增大、脉冲宽度增大时,温度场的值减小。并单独对长方体Nd:YAG陶瓷进行端面绝热与端面有空气对流换热的两种热力学模型温度场的计算结果进行分析。结果表明非制冷面与空气发生热对流而产生的热量可以忽略不计。3.对于圆棒Nd:YAG陶瓷,建立柱坐标系的热模型。结合两端绝热,周边恒温的边界条件,求解了连续与脉冲两种不同泵浦运转方式下的稳态温度场与瞬态温度场。基于Mathematica软件对温度场与热形变场进行可视化分析。研究了不同参量对温度场的影响。研究发现,采用解析法求解热传导方程计算出的温度场与使用有限差分法、有限元法等数值计算出的温度场大致相等。证明了本文研究方案的准确性。且在计算量上更小,更贴合实际。研究结果对激光器实际应用中参数的合理选取和设计提供理论参考,对激光器承载热负荷的能力及各种性能的提高有着重要指导意义。
贺强[5]（2019）在《激光封接真空平板玻璃数值模拟及实验研究》文中提出真空玻璃具有传热系数低、防凝系数高、保温性能好、使用寿命长、结构轻薄等特性,已成为重要的节能保温材料,在建筑、农业和其他如太阳能热水器、保温柜等需要保温隔热领域获得了广泛应用,而真空玻璃的可靠封边是实现其成功应用的首要环节和必要前提。传统真空玻璃加热炉封边方法,耗时长、耗能大、对玻璃尺寸适应性差,并且不能满足真空玻璃对钢化的依赖,限制了真空玻璃产业化的发展,寻求一种“无加热炉”封边技术成为该领域的一个前沿研究热点。激光焊接具有连接质量好、自动化程度高、环保清洁、高经济效益等优势,能有效弥补加热炉封边技术的不足。因此,本文采用理论-模拟-实验相结合的方法,对激光封接真空平板玻璃的机理进行了较为系统的研究。首先,根据激光焊接传热理论和热弹性力学理论对真空平板玻璃激光封接传热过程、温度分布和热应力分布进行分析,找出影响激光封接质量的关键工艺参数;利用ANSYS建立真空平板玻璃三维有限元模型,采用高斯面热源模型,研究了激光平均功率和焊接速度对焊接过程温度场及热应力场的影响;以封接过程中焊料封接适宜温度和玻璃极限应力为指标,得到激光平均功率的变化范围为45～75W,焊接速度的变化范围为1～2mm/s。其次,选择具有良好封接性能的PbO-TiO2-SiO2-RxOy型玻璃焊料和具有高透光度的普通纳钙玻璃为焊接主要材料,由于材料物性参数不同,需要考虑材料间的热膨胀系数匹配问题,通过热膨胀分析仪测得焊料的热膨胀系数为9.1×10-6K-1,与普通钠钙玻璃（CTE:9～1O×10-6K-1）的热膨胀系数相近,满足匹配封接要求;考虑到封接时焊料与玻璃的表面润湿问题,研究了加热温度对润湿样品变形情况和润湿角的影响,确定了焊料的液相线温度为450℃,封接适宜温度为475～510℃。最后,选取脉冲电流、脉冲宽度、脉冲频率和焊接速度四个主要工艺参数,根据数值模拟结果设计激光封接工艺参数组合来进行激光封接实验,研究各工艺参数对封边微观形貌和力学性能的影响。结果表明:在焊接接头界面处,封接层与玻璃基体界面清晰,结合紧密,接头界面连接良好,接头主要由熔融层、呈一定厚度且连续分布在封接层外侧的界面反应润湿层玻璃基体组成;适当地增大脉冲电流有助于改善封接层微观形貌和提高力学性能;过大的脉冲宽度会使熔融层产生“球化”现象,且封接层内会产生裂纹;脉冲频率过低会使封接层气孔增多,但过高的脉冲频率会造成封接层出现裂纹;过低的焊接速度会使焊料过烧且在封接层内产生大量连通裂纹,过高的焊接速度会使焊料熔化不均匀,封接层气孔增多;当脉冲电流I=160A,脉冲宽度τ=2ms,脉冲频率f=18Hz,焊接速度v=90mm/min时,熔融层形貌较好,封接层气孔率较低,界面反应润湿层厚度较大,力学性能较好,焊接质量佳,是最优的一组工艺参数组合。
王丹[6]（2015）在《钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究》文中研究指明采用碳酸盐共沉淀法制备了钕掺杂钇铝石榴石（Nd:YAG）及钕掺杂镱铝石榴石（Nd:YbAG）粉体。经热重-差热分析,X射线衍射,扫描电镜,红外、激光拉曼及荧光光谱等测试,研究了溶液pH、煅烧温度和Nd3+掺杂量等对粉体相组成、形貌和发光性能的影响。最终于1100℃/（pH=8）、1000℃/（pH:8-9）制得80 nm、60 nm符合相结构的最佳Nd:YAG、Nd:YbAG粉体。Nd:YAG粉体在掺杂3 at.%时,近红外区荧光性能最佳;Nd:YbAG粉体无浓度淬灭,煅烧温度较低,发光效率更高。使用高温真空烧结法制备了钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷。借助扫描电镜、紫外可见分光光度计和激光测试,探究了其最佳烧制工艺、透光率及激光性能。结果Nd:YbAG激光陶瓷的线收缩率较大且更致密,但烧结工艺较复杂,透光率偏低;Nd:YAG激光陶瓷透光率较高,激光性能优良。
崔泽琴[7]（2011）在《AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究》文中进行了进一步梳理基于轻质高强和矿产资源优势,镁合金材料成为“陆、海、空、天”交通运载装备等领域的重要优势材料,被誉为“21世纪最具发展潜力和应用前景的绿色结构材料”。镁合金材料化学活性高、熔点低、导热快、热膨胀系数大等特点,使得其热加工性能较差,成为制约镁合金材料广泛应用的瓶颈。与传统热加工方法相比,激光加工具有能量密度大、加工效率高、工艺流程短、能源消耗低、绿色加工与柔性制造等特点,被称为“未来制造系统共同的加工手段”。而以高能量高频率的优势,脉冲激光成为镁合金材料热加工的一个重要途径,将有利于拓展镁合金材料的应用领域。因此,研究镁合金材料脉冲激光加工行为,将具有重要的理论意义和应用价值。针对镁合金材料吸光率低、产热少、散热快的特点,本课题与相关研究单位合作,设计研制了高能量高频率的固体Nd:YAG脉冲激光器及其加工装备。系统研究了脉冲激光作用下AZ31B镁合金材料切割、焊接、熔凝及熔覆等加工行为,并在此基础上,探索了激光加热·液氮深冷极端冷却条件下镁合金材料表面纳米化和非晶化行为。本研究取得以下结论：设计并研制成功一台单泵浦腔平均功率大于500W的固体Nd:YAG脉冲激光器。激光光束波长1.064μm,频率1-2000Hz可调,峰值功率9200W,单脉冲能量83.8J；光束参数乘积Kf为16.5mm·mrad,聚焦光斑理论直径最小可达12.7μm；并制造了与该激光器相适应的数控加工系统。探索了镁合金材料脉冲激光切割机理、切割质量影响因素和切割断面微观组织结构。研究表明：在脉冲激光作用下,镁合金材料微区熔化、气化、燃烧以及气流力的协调“挖掘”机制,使得镁合金激光切割成为可能。单脉冲能量、峰值功率、脉冲频率、脉冲宽度、离焦量和气体种类是切割质量的主要影响因素。重熔层与母材交界处没有发现明显的热影响区,这是由于脉冲激光快速加热和快速冷却的特点所致。在优化参数情况下,切割厚度可达到6mm以上。研究了镁合金材料拘束作用下脉冲激光焊接冶金微观组织和缺陷产生机理。结果表明,元素烧损、蒸发、飞溅、裂纹、气孔、夹杂是存在的主要问题。裂纹形式主要是结晶热裂纹,氢气孔是焊缝金属中主要的气孔形式。脉冲激光快热快冷可使焊接接头组织细化,平均晶粒尺寸从母材的10-30μm细化到3-10μm。晶粒细化和晶内弥散分布的细小颗粒状β-Mg17A112是焊缝金属显微硬度提高的主要原因,最大硬度值可达72HV0.05。细小晶粒对焊缝金属脆性断裂有所改善,断口局部显示出塑性断裂的形貌。采用脉冲激光对AZ31B镁合金材料表面进行熔凝试验。结果表明,熔凝层微观组织明显细化,晶粒尺寸约为2-10μm,并存在大量的胞状亚结构。TEM电镜观察发现大量纳米尺寸的β-Mg17All2相,且均匀弥散分布于胞状亚结构的内部。熔凝层显微硬度约为原始镁合金的2倍,腐蚀电位比原始镁合金正移了约106mV,这是由于晶粒细化、第二相粒子弥散强化、杂质元素固溶以及Al含量增加等综合作用的结果。利用脉冲激光在AZ3 1B镁合金材料表面成功制备了Al-Si和A12O3-TiO2复合陶瓷涂层。当A1203-TiO2陶瓷粉末的质量分数小于15%时,具有良好的熔覆工艺性能。复合涂层与基体结合区成份过渡平缓,达到了良好的冶金结合。复合涂层中陶瓷颗粒大多以“质点”形式镶嵌,同时有Mg2Si和镁铝金属间化合物生成,局部区域还发现有未熔的陶瓷颗粒。复合涂层的平均显微硬度达到225HV0.05,约是单一Al-Si涂层的1.5倍,其强化机制为细晶强化、固溶强化及弥散强化。复合涂层的摩擦磨损机制以磨粒磨损为主,氧化磨损和粘着磨损为辅。电化学腐蚀结果表明,复合涂层的抗腐蚀性都得到了改善,其原因是由于陶瓷颗粒和生成的镁铝金属间化合物提高整个复合涂层的腐蚀电位,同时晶粒细化也降低了电偶腐蚀的有效阴阳极面积。在以上研究的基础上,提出了激光加热·液氮冷却的极端快速熔凝的方法,在镁合金表面成功获得了纳米晶和非晶的混合组织,从材料凝固特性及晶体生长热力学方面探讨了纳米晶和非晶的形成机理。液氮冷却改性层显微硬度最高达148HV0.05,约为基体的3倍。电化学腐蚀试验结果表明：液氮冷却改性层的腐蚀电位为-1439mV,比空气冷却熔凝层正移了26mV,比原始镁合金正移了124mV,这是固溶度增大、非晶组织形成以及晶粒细化等综合作用的结果。
许宝忠[8]（2010）在《成形脉冲YAG激光技术及应用研究》文中研究表明本文重点研究了成形脉冲YAG激光生成技术及其在激光熔覆、焊接中的应用。成形脉冲是指激光器的脉冲波形可以按照软件预先设置形状的技术,其通过改变脉冲持续期间激光功率密度的分布,适应了不同材料、不同加工对激光能量变化的要求,从而能够获得最佳的加工效果。论文主要从理论研究、建模分析、成形方式与控制系统设计和应用实验等几个方面对成形脉冲技术进行了逐步深入的研究:通过对激光弛豫振荡过程以及光与物质相互作用等理论的分析,论证了通过软件预置激光脉冲形状实现成形控制输出技术方案的可行性;根据最优控制理论,成形脉冲系统采用了峰值电流双环反馈控制技术,运用状态空间平均法为其建立了交流小信号动态模型,根据等效功率级的传递函数为电压控制器外环设计了补偿网络;以ARM微处理器为控制核心,设计了成形脉冲激光控制系统,完成了成形脉冲编辑和驱动设计,实现了成形脉冲激光输出;用成形脉冲激光对飞机发动机受损叶片进行了激光熔覆修复和锂离子电池安全阀激光焊接的实验研究,并对熔覆层组织结构进行了金相分析和显微硬度分析,获得了预期的效果。工作中的主要创新点:1.实现了脉冲YAG激光输出波形的预先设置,针对不同材料和不同加工方式对激光能量变化的需求,可以设置多种激光波形。2.采用峰值电流双环反馈控制技术控制激光束的功率,实现了成形脉冲YAG激光输出。3.用成形脉冲YAG激光对飞机涡轮发动机受损叶片进行了熔覆修复实验研究,获得了高质量熔覆层,实现了形状修复和功能修复,这项成果具有重要的技术意义、经济意义和低碳环保价值。4.在计算机上开发出专用激光脉冲波形编辑软件,脉冲波形经USB下载至成形脉冲控制系统,由后者驱动斩波环节实现成形脉冲。
孙海鹰[9]（2009）在《RE3+(Nd3+，Ce3+)：YAG超细粉体合成及光谱性能研究》文中研究表明YAG （yttrium aluminium garnet）是一种性能优良的激光和发光材料的基质材料。Nd:YAG是一种重要的固体激光工作物质,广泛应用于各个领域。近年来高度透明的Nd:YAG激光陶瓷因具有制备周期短、稀土离子掺杂浓度高等方面的优势,显示出良好的应用前景,成为当前激光材料的研究热点。YAG:Ce3+荧光粉是目前商用白光LED的关键材料,YAG:Ce3+荧光粉涂敷在蓝光LED芯片上,由芯片发出的蓝光激发荧光粉发出黄光,经混合实现白光,是当前白光LED的主流方案。无论是作为激光材料还是作为白光LED光转换型荧光材料,均对超细粉体提出了迫切的需求,其中粉体的合成成为其关键技术,因此开展Nd:YAG和YAG:Ce3+粉体的研究具有重要的现实意义。本文分别采用化学共沉淀法、低温燃烧法合成了Nd:YAG粉体,研究了沉淀剂种类、溶液的浓度、pH值、滴定方法、热处理温度等对样品晶相形成和光谱性能的影响。分别采用溶胶-凝胶法、均相沉淀法制备了YAG:Ce3+荧光粉,研究了络合剂用量、pH值、Ce3+掺杂量、煅烧温度等对样品晶相形成和光谱性能的影响。采用红外吸收光谱（IR）、热重／差热分析（TG/DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、荧光光谱分析（PL）等手段对前驱体及粉体的结构和性能进行表征。（1）分别采用碳酸铵和碳酸氢铵作为沉淀剂制备出Nd:YAG粉体。当碳酸铵与金属离子的摩尔比为7,滴加速度≤2ml/min时,前驱体在900℃煅烧2h得到的YAG晶相较纯。聚乙二醇的加入提高了粉体的分散性,颗粒为球形,粒度较均匀,粒径为50nm～100nm。当碳酸氢铵与金属离子的摩尔比为10时,在1000℃煅烧可获得纯度较高的YAG晶相。延长保温时间,晶格参数逐渐减小。聚乙二醇作为分散剂可提高粉体的分散性,粒径为80nm～120nm。两种不同沉淀剂制备的纳米粉体的荧光光谱发射峰都位于1064nm和1337nm,对应于4F3／2→4I11／2和4F3／2→4I13／2的跃迁,其中1065nm处的强度最大。（2）采用柠檬酸为燃料,通过低温燃烧法合成出Nd:YAG纳米粉体。凝胶加热后发生燃烧,燃烧产物在1100℃煅烧2h获得纯YAG立方晶相。随保温时间的延长,晶格参数逐渐减小。加入乙二醇作为分散剂,提高了粉体的分散性,颗粒均匀,平均粒径为100nm,基本为球形。粉体的荧光光谱上存在三个发射峰,分别位于946nm、1065nm和1340nm,对应于4F3/2→4I9/2、4F3/2→4I11/2和4F3／2→4I13／2的跃迁,其中1065nm处的强度最大。（3）采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成了YAG:Ce3+荧光粉。经1100℃煅烧3h得到的荧光粉,颗粒接近球形,粒径为90-110nm。激发光谱为双峰结构,两主峰分别位于近紫外340nm处和可见光区460nm处,分别对应于Ce3+的2F5／2→5d和2F7／2→5d特征跃迁。发射光谱为宽谱,发射峰位于530nm,发射光谱强度随温度升高逐渐增强。Ce3+离子的掺杂量x=0.07mol时,激发和发射光谱强度达到最大。（4）采用丙二酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法合成了亚微米级YAG:Ce3+, Gd3+/Sm3+黄色荧光粉。经1200℃煅烧3h得到的荧光粉,颗粒规则接近球形,粒径为0.3～1μm;Gd3+的掺杂不影响荧光粉的激发波长,但能引起发射峰变宽、发射波长红移。随着Gd3+掺杂量的增加,荧光粉的发射峰由525nm红移到550nm。掺杂Sm3+后,荧光粉在540nm和617nm出现了发射峰。在YAG:Ce3+荧光粉中掺杂Gd3+或Sm3+增加了荧光粉的红色成分。（5）采用尿素为沉淀剂,通过均相沉淀法合成了YAG:Ce3+荧光粉。1200℃煅烧3h得到的粉体颗粒呈球形,粒径约为110nm,通过添加（NH4）2SO4和聚乙二醇,粉体的分散性得以提高。荧光粉的激发峰分别位于341nm和467nm,发射峰位于528nm。
龙井宇[10]（2009）在《固体红外激光器理论与实验研究》文中提出激光二极管泵浦的高功率固体激光器具有效率高、光束质量好,结构紧凑、寿命长等优势,在工业生产、科学研究和军事领域都有着广泛的应用。发射1.06μm近红外激光的掺Nd3+固体激光器已经发展了棒状、盘片和光纤等多种工作介质形式,其中棒状激光晶体适应多样的泵浦耦合结构,拥有良好的谐振腔模式与泵浦模式交叠,以及实用性和紧凑性好等优势,依然是使用最广泛的激光介质。约2μm波长的中红外激光辐射由于具有对人眼安全,水的吸收系数高,适合于用光纤传输等诸多优点而被广泛应用于相干激光雷达,大气遥感探测,高精度外科手术等领域。其中氙灯泵浦室温工作的Cr:Tm:Ho:YAG激光器工作在2.1μm波长,可用于某些外科手术（包括切骨术、硬组织烧融和结石碎裂等）。目前,高功率固体激光器研究中最重要的问题之一是热管理问题,它包括三个方面:首先,提高泵浦源的辐射效率和激光的辐射转换效率以降低介质的上的热耗散总量;其次,实施有效的冷却,及时排除激光介质上的热沉积;第三,对冷却导致的热效应进行补偿和缓解。本论文围绕高功率固体激光器的热管理问题展开了较为深入的理论和实验研究。理论方面:给出了连续泵浦主动O开关运转Nd:YAG激光器热产生率的解析表达式。建立了热产生率与量子效率、斯托克斯效率、辐射量子效率、交叠效率和储能提取效率等因子的函数关系。考虑了Q开关重复频率及泵浦速率对热产生率的影响。研究结果表明,在其它条件相同时,主动Q开关运转固体激光器的热产生率高于连续运转情形。基于高斯光束的传输矩阵理论,构建了包含球面端面激光棒的谐振腔稳定性分析方法。并对特定的激光棒参数和谐振腔参数进行了数值计算。计算结果表明,对于几类典型的谐振腔如平平腔、平凹腔,球面端面激光棒可以显着的扩展强热聚焦作用下的稳定工作范围;球面端面激光棒在提高约束稳定性和热稳定性的同时,通常是以牺牲有效模式体积为代价的。实验方面:进行了LD侧面泵浦高功率Nd:YAG激光器的实验研究,采用了球面端面激光棒,LD阵列7向侧面泵浦。在最高泵浦电功率6820W时,获得最高的连续运转激光功率1414W,实现电光转换效率21%。实验上证明了球面端面激光棒的引入作为热透镜补偿的一种方式具有显着的可行性。设计出一种测量闪光灯泵浦固体激光器热透镜焦距的实验方法。该方法通过测定谐振腔由稳定区进入非稳定区的临界区域的泵浦能量,结合激光谐振腔稳定性条件,可以计算激光棒的热透镜效应系数。实验测量了氙灯泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器不同泵浦条件下的热焦距值,结果表明,热焦距随泵浦脉冲宽度、冷却水温度等参数变化,在泵浦脉冲宽度分别为400μs,600μs,800μs时测得热透镜系数分别为5.59dpt/kW、4.84dpt/kW、4.38 dpt/kW。冷却水温分别为25℃,20℃,15℃时测得热透镜系数分别为5.76 dpt/kW、5.59 dpt/kW、5.36dpt/kw。利用算得的热焦距值,理论计算了激光棒的温度分布。对单脉冲和重复率泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器的输出特性进行了实验研究。研究了谐振腔长度、输出镜透过率、冷却水温度、泵浦脉冲宽度、泵浦重复频率等参数对激光输出性能的影响。结果表明,激光输出能量随谐振腔长度的增加大幅度下降。输出能量随温度下降而上升的现象部分归结为Ho激光能级的准三能级本质,部分归结为高阶的热透镜效应。后两种参数对激光输出能量的影响归结为更复杂的多种因素,如上激光能级的有效储能,热透镜效应等。实验结果:单脉冲泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器的输出能量最高达到3.3J,斜率效率4.9%。重复率10Hz泵浦时,获得最高平均功率25.8W,斜率效率4.3%。
二、脉冲Nd~(3+):YAG激光软化处理工艺（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脉冲Nd~(3+):YAG激光软化处理工艺（论文提纲范文）
（1）Nd：YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤的制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 实现激光输出的增益介质 |
| 1.2.1 YAG晶体 |
| 1.2.2 Nd:YAG晶体与其他激光材料的对比 |
| 1.3 稀土掺杂YAG晶体光纤的研究现状 |
| 1.3.1 Nd:YAG晶体纤芯的制备方法 |
| 1.3.2 无包层稀土掺杂YAG晶体光纤 |
| 1.3.3 稀土掺杂YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤 |
| 1.3.4 YAG包层/稀土掺杂YAG纤芯全晶光纤 |
| 1.3.5 稀土掺杂YAG晶体光纤与传统无源光纤器件的熔接 |
| 1.4 本文的研究思路与内容 |
| 第二章 Nd:YAG晶体纤芯和包层玻璃的制备、测试方法与光谱理论基础 |
| 2.1 Nd:YAG晶体纤芯和玻璃包层的制备方法 |
| 2.1.1 Nd:YAG晶体纤芯的制备方法 |
| 2.1.2 包层玻璃的制备方法 |
| 2.2 样品性质的测试 |
| 2.2.1 密度 |
| 2.2.2 浓度 |
| 2.2.3 折射率 |
| 2.2.4 热膨胀系数 |
| 2.2.5 光谱测试 |
| 2.3 光谱理论基础 |
| 2.3.1 Judd-Ofelt理论 |
| 2.3.2 Fuchbauer-Ladenburg公式 |
| 第三章 Nd:YAG晶体纤芯和包层玻璃的制备工艺研究 |
| 3.1 小直径Nd:YAG晶体纤芯的制备工艺 |
| 3.1.1 腐蚀液的选取 |
| 3.1.2 加热容器的选取 |
| 3.1.3 加热工具的选取 |
| 3.1.4 加热温度的选取 |
| 3.2 腐蚀法对Nd:YAG晶体纤芯质量的影响 |
| 3.2.1 腐蚀速率与纤芯直径间的变化关系 |
| 3.2.2 纤芯端面形状和表面形貌 |
| 3.3 包层玻璃制备 |
| 3.3.1 硼酸盐玻璃制备 |
| 3.3.2 锗酸盐玻璃制备 |
| 3.4 玻璃性能测试 |
| 3.4.1 折射率 |
| 3.4.2 热膨胀系数 |
| 3.4.3 析晶能力 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Nd:YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤 |
| 4.1 磷酸盐玻璃毛细管拉丝 |
| 4.1.1 拉丝工艺 |
| 4.1.2 磷酸盐玻璃毛细管质量 |
| 4.2 Nd:YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤 |
| 4.2.1 Nd:YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤制备 |
| 4.2.2 磷酸盐玻璃包层存在的问题 |
| 4.3 复合光纤结构和拉曼光谱 |
| 4.3.1 复合光纤结构 |
| 4.3.2 拉曼光谱 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Nd~(3+)掺杂玻璃、单晶及透明陶瓷的耐温、抗辐照光谱性能研究 |
| 5.1 Nd~(3+)离子简介 |
| 5.2 Nd~(3+)掺杂的玻璃、单晶及透明陶瓷的变温光谱 |
| 5.2.1 吸收光谱 |
| 5.2.2 发射光谱 |
| 5.2.3 Judd-Ofelt理论分析 |
| 5.3 Nd~(3+)掺杂的玻璃、单晶及透明陶瓷的辐照光谱 |
| 5.3.1 吸收光谱 |
| 5.3.2 发射光谱 |
| 5.3.3 Judd-Ofelt理论分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本文创新之处 |
| 6.3 本文的不足之处和需要改进的地方 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（2）微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光增益介质概述 |
| 1.3 单晶光纤材料 |
| 1.3.1 单晶光纤概念及特点 |
| 1.3.2 单晶光纤生长方法及包层研究 |
| 1.3.3 单晶光纤发展现状 |
| 1.4 微下拉单晶生长技术(μ-PD) |
| 1.4.1 微下拉法概述 |
| 1.4.2 微下拉法单晶生长技术研究 |
| 1.5 本论文的选题意义、目的及主要研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 实验中使用的仪器、试剂及测试方法 |
| 2.1 单晶光纤生长影响因素 |
| 2.2 实验试剂、测试方法及条件 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 单晶光纤质量评价 |
| 2.2.3 元素组成分析 |
| 2.2.4 光学性质 |
| 第三章 Nd: YAG单晶光纤生长及性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微下拉单晶生长设备 |
| 3.3 Nd: YAG单晶生长 |
| 3.3.1 多晶料合成 |
| 3.3.2 设备改进及工艺优化 |
| 3.3.3 定向籽晶生长与加工 |
| 3.3.4 溶胶凝胶法制备单晶光纤包层 |
| 3.4 晶体质量表征 |
| 3.4.1 单晶结晶性能测试 |
| 3.4.2 直径起伏测试 |
| 3.4.3 离子分布测试 |
| 3.4.4 光纤损耗测试 |
| 3.4.5 光学质量表征 |
| 3.5 YAG晶体中应力集中区(核心)研究 |
| 3.5.1 YAG晶体应力核心研究 |
| 3.5.2 减小单晶光纤应力核心的探索 |
| 3.6 本章小结 |
| 3.7 参考文献 |
| 第四章 Nd: YAG单晶光纤连续激光输出及激光放大应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单晶光纤连续激光输出 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 激光实验 |
| 4.3 双程激光放大实验 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 激光实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 Er: YSGG单晶光纤的生长及性能表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单晶生长 |
| 5.2.1 多晶料合成 |
| 5.2.2 生长条件探索及工艺优化 |
| 5.2.3 晶胞参数测试 |
| 5.3 晶体质量表征 |
| 5.3.1 单晶性能测试 |
| 5.3.2 离子浓度分布 |
| 5.3.3 光学质量表征 |
| 5.3.4 光谱性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 共掺Nd~(3+)对Er:YSGG单晶光纤3μm光谱性能影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 晶体生长 |
| 6.3 热学性能表征 |
| 6.4 Nd~(3+)敏化效应研究 |
| 6.4.1 吸收光谱分析 |
| 6.4.2 发射光谱分析 |
| 6.5 Nd~(3+)退激活效应研究 |
| 6.5.1 荧光寿命分析 |
| 6.5.2 Nd~(3+)退激活作用机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 6.7 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 有待开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间所获荣誉与奖励 |
| 攻读学位期间参加的会议 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）复合结构镱掺杂石榴石基激光陶瓷的可控制备与性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 先进固体激光器的应用前景 |
| 1.2 先进固体激光器用激光陶瓷发展现状 |
| 1.3 复合结构激光陶瓷研究进展概述 |
| 1.3.1 多层复合结构 |
| 1.3.2 同心圆柱状结构 |
| 1.3.3 包边结构 |
| 1.3.4 光波导结构 |
| 1.3.5 梯度掺杂结构 |
| 1.3.6 表层增益结构 |
| 1.4 论文选题依据和研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验原料、设备及表征方法 |
| 2.1 实验原料与试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 测试表征方法 |
| 2.3.1 BET比表面积 |
| 2.3.2 场发射扫描电镜 |
| 2.3.3 热重-差热表征 |
| 2.3.4 密度测试 |
| 2.3.5 光学直线透过率测试 |
| 2.3.6 LA-ICP-MS元素分布测定 |
| 第3章 平面波导YAG/Yb:YAG/YAG陶瓷板条设计与性能优化 |
| 3.0 引言 |
| 3.1 高质量流延膜的可控制备及素坯微观结构演化探究 |
| 3.1.1 实验过程 |
| 3.1.2 商业原料粉体的性能表征 |
| 3.1.3 流延膜的性能表征 |
| 3.1.4 陶瓷素坯不同制备阶段的微观结构演化研究 |
| 3.2 平面波导YAG/Yb:YAG/YAG陶瓷光学性能和微观结构表征 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 热等静压烧结制备平面波导YAG/10at.%Yb:YAG/YAG陶瓷 |
| 3.3.1 实验过程 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 平面波导激光陶瓷板条的结构设计与性能优化 |
| 3.4.1 实验过程 |
| 3.4.2 平面波导YAG/Yb:YAG/YAG陶瓷板条的光学质量和显微结构 |
| 3.4.3 大尺寸平面波导 YAG/Yb:YAG/YAG 激光陶瓷的激光性能 |
| 3.4.4 平面波导YAG/Yb:YAG/YAG陶瓷中Yb3+离子扩散行为研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 平面波导LuAG/Yb:LuAG/LuAG陶瓷制备与性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 原料粉体,流延膜和素坯的性能表征 |
| 4.3.2 平面波导LuAG/Yb:LuAG/LuAG陶瓷的光学质量和显微结构 |
| 4.3.3 平面波导LuAG/Yb:LuAG/LuAG陶瓷的激光性能 |
| 4.3.4 平面波导LuAG/Yb:LuAG/LuAG陶瓷中Yb3+离子扩散行为研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 梯度掺杂和表层增益Yb:YAG陶瓷的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 梯度掺杂Yb:YAG陶瓷的制备与性能研究 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 烧结温度对不同掺杂浓度Yb:YAG陶瓷光学质量的影响 |
| 5.2.3 梯度掺杂Yb:YAG陶瓷的显微结构和性能表征 |
| 5.3 新型多段掺杂Yb:YAG激光陶瓷板条的制备与性能研究 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 多段掺杂Yb:YAG激光陶瓷的显微结构和性能表征 |
| 5.3.3 多段掺杂Yb:YAG激光陶瓷的激光性能 |
| 5.4 表层增益Yb:YAG激光陶瓷板条的制备与性能研究 |
| 5.4.1 引言 |
| 5.4.2 实验过程 |
| 5.4.3 表层增益Yb:YAG激光陶瓷的显微结构和性能表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）激光二极管泵浦的Nd：YAG陶瓷激光器热效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 激光二极管泵浦的全固态激光器 |
| 1.1.1 激光器的工作原理 |
| 1.1.2 激光二极管泵浦的全固态激光器的结构 |
| 1.2 激光工作物质概述 |
| 1.2.1 Nd:YAG透明陶瓷作为激光工作物质的可能性 |
| 1.2.2 陶瓷激光器研究现状 |
| 1.3 泵浦方式 |
| 1.3.1 端面泵浦 |
| 1.3.2 侧面泵浦 |
| 1.4 运转方式 |
| 1.4.1 连续激光器 |
| 1.4.2 单次脉冲激光器 |
| 1.4.3 重复脉冲激光器 |
| 1.5 热效应及冷却方式 |
| 1.5.1 热效应的产生机理 |
| 1.5.2 热效应的改善方式 |
| 1.6 论文的主要工作及创新点 |
| 2.激光二极管端面泵浦Nd:YAG陶瓷热效应的基本理论 |
| 2.1 传热学基本理论 |
| 2.2 热传导方程 |
| 2.2.1 热传导方程的一般形式 |
| 2.2.2 热传导方程的初始条件及边界条件 |
| 2.3 激光二极管端面泵浦Nd:YAG陶瓷温度场模型假设 |
| 2.3.1 泵浦光源模型 |
| 2.3.2 计算传热模型的基本假设 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.LD端泵长方体Nd:YAG陶瓷激光器热分析 |
| 3.1 连续LD端面泵浦的长方体Nd:YAG陶瓷激光器热分析 |
| 3.1.1 计算陶瓷端面上有热交换的温度场 |
| 3.1.2 计算陶瓷端面绝热的温度场 |
| 3.1.3 陶瓷端面有热交换的温度场特性分析 |
| 3.1.4 陶瓷端面绝热的温度场特性分析 |
| 3.1.5 两种模型对比分析 |
| 3.1.6 不同因素对长方体Nd:YAG陶瓷温度场的影响 |
| 3.2 脉冲LD端面泵浦的长方体Nd:YAG陶瓷激光器热分析 |
| 3.2.1 单脉冲端泵的长方体Nd:YAG陶瓷温度场 |
| 3.2.2 重复脉冲端泵的长方体Nd:YAG陶瓷温度场 |
| 3.2.3 脉冲LD端泵的长方体Nd:YAG陶瓷温度场的特性分析 |
| 3.2.4 不同因素对长方体Nd:YAG陶瓷温度场的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.LD端泵圆棒Nd:YAG陶瓷激光器热分析 |
| 4.1 连续LD端面泵浦的圆棒Nd:YAG陶瓷激光器热分析 |
| 4.1.1 计算连续LD端泵的圆棒Nd:YAG陶瓷的温度场 |
| 4.1.2 LD连续端泵的圆棒Nd:YAG陶瓷温度场特性分析 |
| 4.1.3 不同因素对圆棒Nd:YAG陶瓷温度场的影响 |
| 4.2 脉冲LD端面泵浦的圆棒Nd:YAG陶瓷激光器的热分析 |
| 4.2.1 计算脉冲LD端泵的圆棒Nd:YAG陶瓷温度场 |
| 4.2.2 脉冲LD端泵的圆棒Nd:YAG陶瓷温度场特性分析 |
| 4.2.3 不同因素对圆棒Nd:YAG陶瓷温度场的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.LD端泵Nd:YAG陶瓷热形变场 |
| 5.1 LD端面泵浦Nd:YAG陶瓷热形变场模型的建立 |
| 5.2 计算LD端面泵浦的长方体Nd:YAG陶瓷热形变分析 |
| 5.3 计算LD端面泵浦的圆棒Nd:YAG陶瓷热形变分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 研究生学习阶段发表论文及获奖情况 |
（5）激光封接真空平板玻璃数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光封接真空平板玻璃连接机理 |
| 1.2.1 激光与玻璃的相互作用 |
| 1.2.2 玻璃与焊料连接过程中的界面行为 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 连接工艺和接头连接机理的研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.4 课题来源、研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 激光封接真空平板玻璃温度场及应力场有限元模拟 |
| 2.1 激光封接真空平板玻璃温度场分析 |
| 2.1.1 激光封接真空平板玻璃传热特点 |
| 2.1.2 激光封接真空平板玻璃传热理论分析 |
| 2.1.3 激光封接真空平板玻璃温度场有限元分析过程 |
| 2.1.4 整体温度场分析 |
| 2.1.5 激光平均功率对温度场的影响 |
| 2.1.6 焊接速度对温度场的影响 |
| 2.2 激光封接真空平板玻璃应力场分析 |
| 2.2.1 激光封接真空平板玻璃热应力理论分析 |
| 2.2.2 激光封接真空平板玻璃应力场有限元分析过程 |
| 2.2.3 应力场结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 焊料与玻璃的润湿性实验研究 |
| 3.1 实验准备 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验方法与性能测试 |
| 3.2 焊料与玻璃的润湿实验 |
| 3.2.1 PbO-TiO_2-SiO_2-R_xO_y型玻璃焊料的热膨胀性能 |
| 3.2.2 温度对润湿角的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 激光封接真空平板玻璃实验研究 |
| 4.1 实验准备 |
| 4.1.1 激光器的选择 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.1.3 性能测试 |
| 4.2 工艺参数的确定 |
| 4.3 真空平板玻璃接头形貌分析 |
| 4.4 激光封接实验研究 |
| 4.4.1 脉冲电流对接头微观形貌的影响 |
| 4.4.2 脉冲电流对封接层力学性能的影响 |
| 4.4.3 脉冲宽度对接头微观形貌的影响 |
| 4.4.4 脉冲宽度对封接层力学性能的影响 |
| 4.4.5 脉冲频率对接头微观形貌的影响 |
| 4.4.6 脉冲频率对封接层力学性能的影响 |
| 4.4.7 焊接速度对接头微观形貌的影响 |
| 4.4.8 焊接速度对封接层力学性能的影响 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的主要学术成果 |
（6）钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光陶瓷作为激光工作物质的优势 |
| 1.3 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷材料结构特性 |
| 1.4 国内外透明激光陶瓷发展历史及现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷粉体的制备 |
| 2.1 共沉淀法简介 |
| 2.2 钕掺杂YAG/YbAG粉体的制备 |
| 2.3 钕掺杂YAG/YbAG粉体性能测试与表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷的制备 |
| 3.1 透明激光陶瓷烧制工艺概述 |
| 3.2 实验原料及仪器 |
| 3.3 激光陶瓷成型工艺 |
| 3.4 激光陶瓷烧结工艺 |
| 3.5 激光陶瓷退火工艺 |
| 3.6 后期加工 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷性能测试与表征 |
| 4.1 激光陶瓷线收缩率及致密度 |
| 4.2 激光陶瓷扫描电镜分析 |
| 4.3 激光陶瓷的透光性 |
| 4.4 激光陶瓷激光性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文结论及研究展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 镁及镁合金 |
| 1.2.1 镁的物理化学性质 |
| 1.2.2 镁合金材料的性能与特点 |
| 1.3 国内外激光器的发展状况 |
| 1.4 激光在金属材料加工领域的应用现状 |
| 1.4.1 黑色金属激光加工 |
| 1.4.2 有色金属激光加工 |
| 1.5 镁合金激光加工的研究现状与趋势 |
| 1.5.1 镁合金激光焊接 |
| 1.5.2 镁合金表面激光熔凝 |
| 1.5.3 镁合金表面激光合金化 |
| 1.5.4 镁合金表面激光熔覆 |
| 1.5.5 镁合金激光加工中存在的主要问题 |
| 1.6 研究目的、主要内容和技术路线 |
| 参考文献 |
| 第二章 固体Nd:YAG脉冲激光加工系统的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 固体Nd:YAG脉冲激光器的设计原理 |
| 2.2.1 激光器晶体能级结构 |
| 2.2.2 Nd:YAG晶体特性 |
| 2.2.3 Nd:YAG四能级速率方程理论 |
| 2.2.4 激光器阈值条件与输出功率 |
| 2.3 脉冲Nd:YAG激光器主要部件设计及研制 |
| 2.3.1 晶体棒和泵浦灯优化选择 |
| 2.3.2 谐振腔与泵浦腔结构设计 |
| 2.3.3 激光光路系统的设计 |
| 2.3.4 冷却系统的设计 |
| 2.3.5 扩束系统的设计及对输出功率的影响 |
| 2.3.6 激光器箱体设计制造及运动仿真模拟 |
| 2.3.7 激光器的集成 |
| 2.4 固体Nd:YAG脉冲激光器性能测试 |
| 2.4.1 激光器功率的测试 |
| 2.4.2 激光器能量转换效率的测定 |
| 2.4.3 激光光束质量评价 |
| 2.4.4 激光器的技术指标 |
| 2.5 数控激光加工系统的集成及其技术参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 AZ31B镁合金脉冲激光切割机理及组织行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 材料选择 |
| 3.2.2 切割工艺方法 |
| 3.3 镁合金脉冲激光切割工艺性研究 |
| 3.3.1 临界切割厚度的能量参数 |
| 3.3.2 能量参数对切割质量的影响 |
| 3.3.3 其它参数对切割质量的影响 |
| 3.4 不同辅助气体下镁合金切割性能的对比研究 |
| 3.4.1 切缝宏观形貌 |
| 3.4.2 切缝断面形貌 |
| 3.4.3 切缝横截面微观组织观察 |
| 3.4.4 显微硬度分析 |
| 3.5 镁合金脉冲激光切割机理及模型建立 |
| 3.5.1 镁合金脉冲激光切割的充要性分析 |
| 3.5.2 脉冲激光加热模型 |
| 3.5.3 脉冲激光切割的机制 |
| 3.5.4 脉冲激光切割的原理 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 AZ31B镁合金脉冲激光焊接冶金行为的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法及过程 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.3 镁合金焊接冶金原理及微观组织观察 |
| 4.3.1 焊接冶金原理分析 |
| 4.3.2 焊接接头微观组织观察 |
| 4.3.3 显微硬度分析 |
| 4.4 焊接冶金主要缺陷及产生机理 |
| 4.4.1 裂纹 |
| 4.4.2 孔穴 |
| 4.4.3 夹杂 |
| 4.5 焊缝断裂行为分析 |
| 4.5.1 微小力学拉伸性能 |
| 4.5.2 焊缝断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 AZ31B镁合金表面脉冲激光熔凝行为的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验材料及方法 |
| 5.2.1 试验材料 |
| 5.2.2 试验方法 |
| 5.2.3 试样微观结构及性能表征方法 |
| 5.3 熔凝层微观组织结构分析 |
| 5.3.1 显微组织分析 |
| 5.3.2 物相分析 |
| 5.3.3 微观结构TEM观察 |
| 5.4 熔凝层性能分析 |
| 5.4.1 显微硬度分析 |
| 5.4.2 磨损行为分析 |
| 5.4.3 腐蚀行为分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 AZ31B镁合金表面激光熔覆Al-Si/Al_2O_3-TiO_2复合涂层行为的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验材料及方法 |
| 6.2.1 基体材料 |
| 6.2.2 熔覆材料的选择 |
| 6.2.3 试验方法 |
| 6.3 复合涂层微观组织结构分析 |
| 6.3.1 物相分析 |
| 6.3.2 界面微观结构表征及成分分析 |
| 6.3.3 复合涂层微观组织结构及成分分析 |
| 6.4 熔覆层性能分析 |
| 6.4.1 显微硬度分析 |
| 6.4.2 磨损行为分析 |
| 6.4.3 电化学腐蚀行为 |
| 6.5 激光熔池的对流特征及影响因素 |
| 6.5.1 激光熔池的对流机制 |
| 6.5.2 激光熔池的对流影响因素 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 极端冷却下镁合金表面激光纳米化和非晶化的探索 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 试验过程及方法 |
| 7.2.1 试验材料 |
| 7.2.2 试验方法 |
| 7.3 改性层的微观组织结构分析 |
| 7.3.1 改性层的显微组织分析 |
| 7.3.2 改性层的物相分析 |
| 7.3.3 改性层的TEM观察 |
| 7.4 改性层的性能分析 |
| 7.4.1 显微硬度分析 |
| 7.4.2 磨损性能分析 |
| 7.4.3 电化学腐蚀性能分析 |
| 7.4.4 激光纳米化或非晶化机理探讨 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 结论 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 博士学位论文独创性说明及改进建议 |
（8）成形脉冲YAG激光技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 激光在工业加工中的应用 |
| 1.1.2 影响激光材料加工的工艺参数 |
| 1.2 脉冲波形与激光材料加工的关系 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 脉冲激光成形控制技术 |
| 1.3.2 成形脉冲激光的应用 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 成形脉冲激光技术理论分析 |
| 2.1 激光材料加工的物理基础 |
| 2.1.1 光与物质的相互作用 |
| 2.1.2 金属和非金属材料对激光的吸收 |
| 2.2 自由振荡激光器的工作特性 |
| 2.2.1 粒子数反转与光泵浦 |
| 2.2.2 Nd:YAG激光器的速率方程 |
| 2.2.3 激光器的驰豫振荡 |
| 2.3 脉冲闪光灯泵浦 |
| 2.3.1 闪光灯的选择 |
| 2.3.2 脉冲氙灯的光谱特性分析 |
| 2.4 成形脉冲放电网络 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 成形脉冲控制系统的建模分析 |
| 3.1 基于峰值电流模式的反馈控制 |
| 3.1.1 电压型和电流型反馈控制 |
| 3.1.2 峰值电流模式反馈控制 |
| 3.1.3 系统的频域分析 |
| 3.2 原功率级建模分析 |
| 3.2.1 状态空间平均法 |
| 3.2.2 状态空间平均法小信号建模 |
| 3.3 等效功率级建模分析 |
| 3.3.1 次谐波振荡与斜坡补偿 |
| 3.3.2 等效功率级建模 |
| 3.4 电压外环控制器设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 成形脉冲激光技术分析与设计 |
| 4.1 充电网络的分析与设计 |
| 4.1.1 充电方式的选择 |
| 4.1.2 全桥串联谐振充电网络分析 |
| 4.2 成形脉冲激光放电网络 |
| 4.2.1 放电网络设计 |
| 4.2.2 基于峰值电流模式功率控制 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于ARM成形脉冲激光控制系统 |
| 5.1 脉冲激光成形控制系统的硬件设计 |
| 5.1.1 控制系统组成框图 |
| 5.1.2 硬件接口电路设计 |
| 5.2 脉冲激光成形控制系统的软件设计 |
| 5.2.1 软件功能模块划分 |
| 5.2.2 软件功能子模块设计 |
| 5.3 波形编辑与下载 |
| 5.3.1 成形脉冲波形编辑器 |
| 5.3.2 USB通信驱动与波形下载 |
| 5.4 成形脉冲YAG激光测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 成形脉冲激光应用研究 |
| 6.1 成形脉冲激光熔覆实验研究 |
| 6.1.1 脉冲YAG激光熔覆技术概述 |
| 6.1.2 激光熔覆的热源模型 |
| 6.1.3 成形脉冲激光熔覆修复实验 |
| 6.2 成形脉冲激光焊接实验研究 |
| 6.2.1 锂离子电池安全阀激光焊接 |
| 6.2.2 安全阀成形脉冲焊接实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 创新点 |
| 7.2 工作总结和展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 附录1 坐标转换子程序 |
| 附录2 脉冲波形下载子程序 |
| 致谢 |
（9）RE3+(Nd3+，Ce3+)：YAG超细粉体合成及光谱性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 YAG晶体的结构与基本性能 |
| 1.1.1 YAG晶体的结构 |
| 1.1.2 Y_2O_3-Al_2O_3的二元系统相图 |
| 1.1.3 YAG晶体的性能 |
| 1.2 YAG晶体的应用 |
| 1.2.1 激光晶体基质 |
| 1.2.2 荧光基质材料 |
| 1.2.3 高温结构材料 |
| 1.3 YAG粉体的合成方法 |
| 1.3.1 高温固相反应法 |
| 1.3.2 化学沉淀法 |
| 1.3.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.4 燃烧合成法 |
| 1.3.5 水热法 |
| 1.3.6 喷雾热解法 |
| 1.4 Nd:YAG透明激光陶瓷 |
| 1.4.1 透明激光陶瓷的发展历程 |
| 1.4.2 制备透明激光陶瓷的技术优势 |
| 1.5 白光LED用YAG:Ce~(3+)荧光粉 |
| 1.5.1 白光LED技术方案 |
| 1.5.2 白光LED的技术指标 |
| 1.5.3 荧光粉的发光特性 |
| 1.5.4 稀土离子的结构与光谱特性 |
| 1.5.5 稀土荧光粉 |
| 1.5.6 用作白光LED的荧光粉 |
| 1.5.7 国内外研究现状 |
| 1.6 选题依据 |
| 1.7 本论文研究工作 |
| 第二章 共沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体 |
| 2.1 共沉淀法合成机理 |
| 2.2 制备与表征 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 前驱体的组分分析 |
| 2.3.2 IR分析 |
| 2.3.3 前驱体的热稳定性分析 |
| 2.3.4 XRD物相分析 |
| 2.3.5 Nd:YAG纳米粉体的荧光光谱 |
| 2.3.6 影响粉体性能的主要因素 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 低温燃烧法合成Nd:YAG超细粉体 |
| 3.1 燃烧法反应机理 |
| 3.2 制备与表征 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 前驱体的TG-DTA分析 |
| 3.3.2 XRD分析 |
| 3.3.3 IR分析 |
| 3.3.4 Nd:YAG超细粉体的荧光光谱分析 |
| 3.3.5 体系pH值的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 柠檬酸溶胶-凝胶法制备YAG:Ce~(3+)荧光粉 |
| 4.1 溶胶-凝胶法的基本原理 |
| 4.2 实验方案的确定 |
| 4.2.1 前驱体的合成 |
| 4.2.2 柠檬酸用量的确定 |
| 4.3 样品制备 |
| 4.4 样品的表征 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.5.1 前驱体热分析 |
| 4.5.2 XRD分析 |
| 4.5.3 IR分析 |
| 4.5.4 Ce~(3+)的掺杂量对粉体发光性能的影响 |
| 4.5.5 温度对粉体发光性能的影响 |
| 4.5.6 主要影响因素 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 丙二酸溶胶-凝胶法合成亚微米级YAG:Ce~(3+),Gd~(3+)/Sm~(3+)荧光粉 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 YAG:Ce~(3+),Gd~(3+)/Sm~(3+)荧光粉的制备 |
| 5.2.2 YAG:Ce~(3+),Gd~(3+)/Sm~(3+)荧光粉表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 干凝胶的热分解及YAG晶相形成过程分析 |
| 5.3.2 Gd~(3+)的掺杂量对粉体发光性能的影响 |
| 5.3.3 Sm~(3+)的掺杂量对粉体发光性能的影响 |
| 5.3.4 YAG:Ce~(3+),Gd~(3+)/Sm~(3+)荧光粉的形貌分析 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 均相沉淀法制备YAG:Ce~(3+)荧光粉 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 TG-DTA分析 |
| 6.3.2 XRD物相分析 |
| 6.3.3 IR分析 |
| 6.3.4 光谱分析 |
| 6.3.5 粉体的分散性研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（10）固体红外激光器理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 固体激光器发展概述 |
| 1.2 LD侧面泵浦千瓦级Nd:YAG激光器的研究 |
| 1.2.1 高功率固体激光器的热管理问题 |
| 1.2.2 基于Nd:YAG激光棒的高功率激光器研究 |
| 1.2.3 高功率固体激光器的应用领域 |
| 1.3 2.1μm Cr:Tm:Ho:YAG激光器的研究 |
| 1.3.1 2微米波段固体激光器概述 |
| 1.3.2 掺Ho~(3+):YAG激光器的研究综述 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 高功率固体激光器的热产生问题理论研究 |
| 引言 |
| 2.1 高功率固体激光器的效率分析 |
| 2.1.1 辐射效率 |
| 2.1.2 传输效率 |
| 2.1.3 吸收效率 |
| 2.1.4 量子效率 |
| 2.1.5 储能效率 |
| 2.1.6 提取效率 |
| 2.1.7 交叠效率 |
| 2.1.8 输出耦合效率 |
| 2.2 LD阵列侧面泵浦Nd:YAG激光棒热负载的理论计算 |
| 2.2.1 连续运转LD阵列侧面泵浦Nd:YAG增益介质上的热产生 |
| 2.2.2 连续泵浦主动调Q运转LD阵列侧面泵浦Nd:YAG增益介质上的热产生 |
| 2.2.3 数值计算 |
| 2.3 掺钕钇铝石榴石晶体增益截面和储能提取效率与温度的依赖关系 |
| 2.3.1 考虑发射截面随温度变化的影响 |
| 2.3.2 考虑发射截面随温度的和玻尔兹曼分布的变化 |
| 第三章 球面端面激光棒补偿热透镜效应理论研究 |
| 引言 |
| 3.1 球面镜光学谐振腔的模式理论 |
| 3.1.1 基模(TEM_(00))运转 |
| 3.1.2 多模运转 |
| 3.1.3 包含热透镜光学谐振腔的稳定性分析法 |
| 3.2 激光材料中的热透镜效应理论分析 |
| 3.2.1 激光材料的热传导方程 |
| 3.2.2 受热材料的热应力 |
| 3.2.3 激光材料中的热透镜效应 |
| 3.2.4 热透镜效应对固体激光器效率与光束质量的影响 |
| 3.3 球面端面激光棒补偿热透镜效应 |
| 3.3.1 球面端面激光棒的几何光学描述 |
| 3.3.2 包含球面端面激光棒的激光谐振腔的稳定性分析 |
| 第四章 LD阵列侧面泵浦千瓦级Nd:YAG激光器实验研究 |
| 引言 |
| 4.1 高功率激光二极管阵列基本原理 |
| 4.1.1 激光二极管的电光特性 |
| 4.1.2 激光二极管阵列的光谱特性 |
| 4.1.3 激光二极管阵列侧面泵浦的光传输系统 |
| 4.2 LD泵浦千瓦级Nd:YAG激光器的冷却系统 |
| 4.2.1 固体激光器冷却系统概述 |
| 4.2.2 千瓦级Nd:YAG激光器冷却系统设计要求 |
| 4.3 实验结果和分析 |
| 4.3.1 实验装置描述 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 第五章 Cr:Tm:Ho:YAG共掺激光系统的能量传递机制及速率方程分析 |
| 引言 |
| 5.1 掺Ho~(3+):YAG激光晶体的光谱特性和准四能级模型 |
| 5.1.1 稀土离子的电子组态 |
| 5.1.2 稀土离子在结晶场中的能级特征 |
| 5.1.3 准四能级模型 |
| 5.2 Cr~(3+)→Tm~(3+)→Ho~(3+)的能量传递过程及速率方程 |
| 5.2.1 Cr:Tm:Ho激光系统泵浦激发过程概述 |
| 5.2.2 Tm能级系统的速率方程分析 |
| 5.2.3 Ho能级系统的速率方程分析 |
| 5.2.4 Tm-Ho掺杂激光介质的速率方程 |
| 5.3 能量传递参数与掺杂浓度的依赖关系 |
| 第六章 单脉冲运转Cr:Tm:Ho:YAG激光器实验研究 |
| 引言 |
| 6.1 脉冲及重复率泵浦固体激光器的热透镜效应 |
| 6.2 紧包聚光腔的传输效率分析 |
| 6.2.1 镜面反射紧包聚光腔的传输效率 |
| 6.2.2 漫反射紧包聚光腔的传输效率 |
| 6.3 实验结果和分析 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 实验结果和分析 |
| 第七章 重复率泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器的实验研究 |
| 引言 |
| 7.1 皆振腔稳定性法测量重复率泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器热焦距 |
| 7.1.1 测量原理 |
| 7.1.2 实验结果和讨论 |
| 7.2 重复率泵浦Cr:Tm:Ho:YAG激光器输出特性实验研究 |
| 7.2.1 利用热焦距计算重复率运转时增益介质实际温度的原理 |
| 7.2.2 不同冷却水温度下的计算结果 |
| 7.2.3 不同泵浦脉冲宽度下的计算结果 |
| 7.2.4 激光输出能量随重复频率的变化 |
| 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、脉冲Nd~(3+):YAG激光软化处理工艺（论文参考文献）
- [1]Nd：YAG晶体纤芯/玻璃包层复合光纤的制备研究[D]. 申冰磊. 南京邮电大学, 2020(03)
- [2]微下拉法生长高质量YAG和YSGG激光单晶光纤及其应用技术研究[D]. 武柏屹. 山东大学, 2020(10)
- [3]复合结构镱掺杂石榴石基激光陶瓷的可控制备与性能优化[D]. 姜楠. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2019(03)
- [4]激光二极管泵浦的Nd：YAG陶瓷激光器热效应研究[D]. 赵萌. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [5]激光封接真空平板玻璃数值模拟及实验研究[D]. 贺强. 扬州大学, 2019(02)
- [6]钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究[D]. 王丹. 长春理工大学, 2015(03)
- [7]AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D]. 崔泽琴. 太原理工大学, 2011(08)
- [8]成形脉冲YAG激光技术及应用研究[D]. 许宝忠. 天津大学, 2010(10)
- [9]RE3+(Nd3+，Ce3+)：YAG超细粉体合成及光谱性能研究[D]. 孙海鹰. 长春理工大学, 2009(02)
- [10]固体红外激光器理论与实验研究[D]. 龙井宇. 西北大学, 2009(08)