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Title: 雙纖衣摻鉻釔鋁石榴石晶體光纖之材料微結構分析及雷射研製
The Study and Fabrication of Double-clad Cr4+:YAG Crystal Fiber Laser and Its Microstructure Analysi
Authors: 羅家堯
Contributors: NTOU:Institute of Optoelectronic Sciences
國立臺灣海洋大學:光電科學研究所
Keywords: 雙纖衣摻鉻釔鋁石榴石晶體光纖;共同提拉雷射加熱基座生長法;奈米結晶顆粒;共焦拉曼顯微術;穿透式電子顯微術;cut-back法
Date: 2005-10
Issue Date: 2011-06-28T07:06:32Z
Publisher: 行政院國家科學委員會
Abstract: 摘要:對摻鉻釔鋁石榴石(Cr4+:YAG)雷射而言,傳輸損耗和吸收係數是影響此雷射性能的主要參數。而由於雙纖衣摻鉻晶體光纖之纖心(YAG)折射率(n=1.82)和內層纖衣(YAG+SiO2)折射率(n=1.66)相差為0.16,因此界面品質將對傳輸損耗有很大之影響,除此之外,我們在內層纖衣發現存在奈米結晶顆粒,此結構的分佈也會影響晶體的品質。而為了增加摻鉻晶體光纖之吸收係數,此光纖在利用共同提拉雷射加熱基座生長法所生長後,亦需經由氧環境退火以增加四價鉻離子濃度。 本計畫擬以共焦拉曼顯微術及穿透式電子顯微術在不同長晶參數及退火條件下,研究摻鉻晶體光纖之纖心單晶品質、內層纖衣之奈米顆粒結構與分佈、纖心與內層纖衣之界面缺陷,並利用共焦顯微術,量測纖心與纖衣之折射率與鉻離子螢光強度分佈。此外由於鉻離子在YAG晶體中所佔位置,為取代原有位於四面體或八面體中的鋁離子,但四價鉻離子必須位於四面體中,藉由3T2 → 3A2之能階躍遷,才能產生波長為1.3~1.6 μm之自發輻射,因此我們亦將藉由分析拉曼光譜,鑑別出四價鉻離子位於四面體中的比例,以找出適當之長晶參數及退火條件,提昇此比例。 本計畫第一年將架設一套雷射加熱基座生長之長晶系統,並以共焦拉曼顯微術分析四價鉻離子位於晶體之四面體與八面體之比例,及纖心與內層纖衣界面之應力分佈,另外也將藉由穿透式電子顯微術分析內層纖衣之奈米結晶顆粒在不同生長參數下的分佈;第二年將對生長之摻鉻晶體光纖在氧環境下退火,以改善晶體品質,進而增加四價鉻離子濃度,並讓SiO2擴散進纖心內,降低纖心與內層纖衣之界面折射率差值,再利用cut-back法量測退火後之晶體光纖傳輸損耗;第三年將利用薄膜軟體設計形成雷射共振腔之光學薄膜,再將晶體光纖兩端鍍膜做成雷射面鏡,並量測其雷射性能,同時建立一套理論模型分析傳輸損耗、吸收係數、輸出耦合率、晶體溫度等參數對雷射輸出性能的影響。
Relation: NSC94-2218-E019-002
URI: http://ntour.ntou.edu.tw/ir/handle/987654321/9343
Appears in Collections:[光電科學研究所] 研究計畫

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