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激光晶體

稀土在激光晶體中的應(yīng)用(二)

星之球激光 來源:華北光電所2012-07-28 我要評論(0 )   

三、稀土的發(fā)展前景 1.稀土在晶體中的應(yīng)用前景 Nd:YAG晶體具有光學均勻性好,機械強度高,物化性能穩(wěn)定,導熱系數(shù)高,激光性能良好及生長工藝成熟等優(yōu)點。正是由于Nd...

 

三、稀土的發(fā)展前景

 

1.稀土在晶體中的應(yīng)用前景

 

Nd:YAG晶體具有光學均勻性好,機械強度高,物化性能穩(wěn)定,導熱系數(shù)高,激光性能良好及生長工藝成熟等優(yōu)點。正是由于Nd:YAG晶體具有這些優(yōu)良的性能,并可在室溫下可實現(xiàn)脈沖和連續(xù)等多種方式的運轉(zhuǎn),所以它在軍事、工業(yè)和醫(yī)療等方面獲得了廣泛的應(yīng)用,是目前固體激光材料中用量最大的激光晶體。在軍事方面,Nd:YAG晶體是應(yīng)用最廣泛的固體激光器的工作物質(zhì),是軍用固體激光技術(shù)的支柱。目前90%以上的軍用固體激光器是以Nd:YAG激光晶體為工作物質(zhì)的。

 

在工業(yè)領(lǐng)域,Nd:YAG晶體由于能獲得高功率激光輸出而廣泛應(yīng)用于材料加工。全世界用于材料加工的激光器銷售額持續(xù)增長,其中高功率激光器的銷售保持強勁勢頭,其主要原因是全世界汽車制造商繼續(xù)推出新型號,零部件更多采用激光加工,而且激光加工逐漸從使用C02激光器轉(zhuǎn)向采用Nd:YAG激光器。根據(jù)Laser Focus World的統(tǒng)計,1997年全世界用于材料加工的Nd:YAG激光器,銷售額為1.17億美元,1998年用于材料加工的Nd:YAG激光器,銷售額2.89億美元,1999年用于材料加工的Nd:YAG激光器,銷售額預(yù)計增長8%,達3.12億美元。

 

醫(yī)學和醫(yī)療領(lǐng)域,也一直是Nd:YAG激光器的重要應(yīng)用之一,在所有激光醫(yī)療設(shè)備中,Nd:YAG激光醫(yī)療設(shè)備都得到廣泛的應(yīng)用。這不僅因其重復(fù)頻率和平均功率較高。更主要是其1.06μm波長可用石英光纖導光,因此能夠被柔軟的傳輸線傳輸功率。根據(jù)LaserFocus World的統(tǒng)計,全世界固體激光器在醫(yī)療方面的應(yīng)用,1997年銷售額為1.59億美元,1998年銷售額為2.7億美元,1999年銷售額預(yù)計達3.1億美元。

 

2、稀土在泵浦激光晶體中的應(yīng)用前景

 

八十年代半導體激光器(LD)取得了重大進展,成為固體激光器的一種新型泵浦源。可用二極管泵浦的激光晶體多種多樣,除了傳統(tǒng)的激光基質(zhì)YAG、YLF外,還有高增益YV04等,激活離子除傳統(tǒng)Nd離于外,還有Yb、Ho、Tm、Er離子等。Yb:YAG具有許多特點適合高功率LD泵浦,有可能發(fā)展成為重要的大功率LD泵浦用激光材料。Yb:S―FAP晶體將來有可能用于激光核聚變的激光材料,引起人們的關(guān)注。Tm:YAG、Ho,Tm:YLF、Ho:YLF激光晶體的發(fā)射波長適合在軍事上應(yīng)用。

 

3、稀土在可調(diào)諧激光晶體中的發(fā)展前景

 

摻稀土的可調(diào)諧激光晶體中除上述的晶體以外,還有Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶體等。Cr,Yb,Ho:YAGG激光晶體的波長在2.84―3.05μm之間連續(xù)可調(diào)。據(jù)統(tǒng)計世界上用的導彈紅外尋彈頭大部分是采用3―5μm的中波紅外探測器,因此研制Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶體,可對于中紅外制導武器對抗提供有效的干擾源,具有深遠的軍事意義。另外,3―5μm的紅外光可以用來遠距離探測化學物質(zhì),因此可用于反化學戰(zhàn)和環(huán)境保護。

 

4、稀土在新波長激光晶體中的應(yīng)用前景

 

鞏固發(fā)展已有的產(chǎn)品,如Ho:Cr:Tm:YAG、Ho:Er:Tm:YLF、Er:YAG等,進一步提高晶體質(zhì)量,實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。同時要繼續(xù)加強開拓應(yīng)用價值大的激光新波段。

 

四、體會和建議

 

我國較早地開展了激光晶體的研究與生產(chǎn),其中華北光電技術(shù)研究所是主要單位。華北光電技術(shù)研究所長期承擔軍工研究任務(wù),擁有雄厚的科研能力,具有很強的產(chǎn)品開發(fā)能力,不僅在科研上取得很多成果,而且在科研成果的轉(zhuǎn)化上也作出了很大的成績。所獲得的最重要的科研成果Nd:YAG激光晶體己轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,1985年通過JYN一1型Nd:YAG激光棒設(shè)計定型鑒定,生長的毛坯直徑為30―35mm,1991年通過JYN一3型Nd:YAG激光棒設(shè)計定型鑒定,生長的毛坯直徑達到由40―45mm。而目前華北光電子技術(shù)研究所生長的Nd:YAG除毛坯直徑達到55―60mm,長度為210mm,并己初步形成規(guī)?;a(chǎn)成為銷售國內(nèi)外的重要產(chǎn)品。

 

在如前所述的激光晶體良好發(fā)展前景下,進一步開拓稀土產(chǎn)品的國內(nèi)外市場,確立我國在國際稀土方面的地位,顯得尤為重要。我國擁有豐富的稀土礦產(chǎn)資源,在國際上享有一定的地位,相當部分的稀土產(chǎn)品出口在國際上具有一定的競爭力。因此在這樣較高的發(fā)展起點上,我國稀土廠家必須爭取主動,大力開發(fā)稀土氧化物的生產(chǎn),除了滿足國內(nèi)市場需求外,還應(yīng)積極開發(fā)國外市場,推動我國稀土事業(yè)的發(fā)展,只有這樣才能鞏固我國已具有的稀土重要生產(chǎn)基地的地位,才能發(fā)展成為重要的稀土產(chǎn)品出口商。

 

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