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第５０卷第２期２０２１年２月人 工 晶 体 学 报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳＶｏｌ．５０ Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０２１大尺寸ＹＶＯ４晶体的自动控径提拉法生长曾宪林，陈 伟，张 星，陈秋华（福建福晶科技股份有限公司，福州 ３５０００３）摘要：本文报道了在自动控制直径条件下大尺寸ＹＶＯ４晶体的提拉法生长研究。
利用改进的上称重法生长大尺寸ＹＶＯ４晶体，在提拉法单晶生长过程中，晶体扩肩部分采用斜率积分模式，转肩部分采用斜率积分过渡到直径积分模式，等径部分采用直径积分模式，应用这种分段控制方式成功地实现了ＹＶＯ４晶体的自动化生长。
采用４台５０型自动化生长炉对ＹＶＯ４晶体自动化生长工艺进行了长达一年的可靠性验证，预设技术目标为晶体直径大于４０ｍｍ，等径部分长度大于３０ｍｍ，Ｂ级晶体质量达８０％以上，采用自动控制方法生长晶体毛坯共计１３８个，晶体直径达标率为９９．３％，等径部分长度达标率为５３．６％，晶体生长良品率为８８．４％。
本文还讨论了影响晶体等径部分长度达标率的若干工艺因素。
关键词：ＹＶＯ４晶体；自动控制直径；改进的上称重提拉法；直径积分模式；斜率积分模式；提拉炉；可靠性验证中图分类号：Ｏ７８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００ ９８５Ｘ（２０２１）０２ ０２４８ ０５ＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉＧｒｏｗｔｈｏｆＬａｒｇｅＳｉｚｅＹＶＯ４ＣｒｙｓｔａｌｗｉｔｈＡｕｔｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＤｉａｍｅｔｅｒＺＥＮＧＸｉａｎｌｉｎ，ＣＨＥＮＷｅｉ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｇ，ＣＨＥＮＱｉｕｈｕａ（ＦｕｊｉａｎＣＡＳＴＥＣＨＩＮＣ．，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉｇｒｏｗｔｈｏｆｌａｒｇｅｓｉｚｅＹＶＯ４ｃｒｙｓｔａｌｗｉｔｈａｕｔｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｄｉａｍｅｔｅｒ．ＴｈｅｌａｒｇｅｓｉｚｅＹＶＯ４ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｇｒｏｗｎｂｙｔｈｅＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｕｐ ｗｅｉｇｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＩｎｔｈｅＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉｇｒｏｗｔｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｓｉｚｅＹＶＯ４ｃｒｙｓｔａｌｓ，ｔｈｅｓｌｏｐｅｉｎｔｅｇｒａｌｍｏｄｅｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｈｏｕｌｄｅｒｅｘｐａｎｄｉｎｇｐａｒｔ，ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｒｏｍｓｌｏｐｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｈｏｕｌｄｅｒｔｕｒｎｉｎｇｐａｒｔ，ａｎｄｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｉｎｔｅｇｒａｌｍｏｄｅｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅｅｑｕａｌｄｉａｍｅｔｅｒｐａｒｔ．ＴｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｇｒｏｗｔｈｏｆＹＶＯ４ｃｒｙｓｔａｌｈａｓｂｅｅｎｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅｓｕｂｓｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｂｏｖｅ．ＴｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｇｒｏｗｔｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆＹＶＯ４ｃｒｙｓｔａｌｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｗｉｔｈｆｏｕｒ５０ｍｏｄｅａｕｔｏｍａｔｉｃｆｕｒｎａｃｅｓｉｎａｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｏｎｅｙｅａｒ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｇｏａｌｏｆｇｒｏｗｎｃｒｙｓｔａｌｓｗａｓｐｒｅｓｅｔａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ａｃｒｙｓｔａｌｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ４０ｍｍ，ａｌｅｎｇｔｈｗｉｔｈｔｈｅｅｑｕａｌｄｉａｍｅｔｅｒｐａｒｔｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ３０ｍｍ，ａｎｄｍｏｒｅｔｈａｎ８０％ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢ ｇｒａｄｅｑｕａｌｉｔｙｃｒｙｓｔａｌｓ．Ａｔｏｔａｌｏｆ１３８ｃｒｙｓｔａｌｂｏｕｌｅｓｗｅｒｅｇｒｏｗｎｂｙｔｈｅＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈａｕｔｏｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｄａｔａｗａｓｓｕｍｍｅｒｉｚｅｄａｓ９９．３％ｃｒｙｓｔａｌｂｏｕｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄｉａｍｅｔｅｒ，５３．６％ｃｒｙｓｔａｌｂｏｕｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｌｅｎｇｔｈ，ａｎｄ８８．４％ｙｉｅｌｄｏｆｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｔｈ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｏｆｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｃｒｙｓｔａｌｂｏｕｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｌｅｎｇｔｈｏｆｅｑｕａｌｄｉａｍｅｔｅｒｐａｒｔｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＹＶＯ４ｃｒｙｓｔａｌ；ａｕｔｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｄｉａｍｅｔｅｒ；ｍｏｄｉｆｉｅｄｕｐ ｗｅｉｇｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｄｉａｍｅｔｅｒｉｎｔｅｇｒａｌｍｏｄｅ；ｓｌｏｐｅｉｎｔｅｇｒａｌｍｏｄｅ；Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉｆｕｒｎａｃｅ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ 收稿日期：２０２０ １１ ０４ 作者简介：曾宪林（１９７９—），男，江西省人，工程师。
实验七Nd：YVO4激光器的搭建及倍频实验一.实验目的1. 学习固体激光器的搭建，熟悉不同腔型、不同温度下激光输出功率的差异。
2.了解光在非线性材料中的非线性极化及倍频过程中的有效非线性系数计算。
3.熟悉倍频过程中的角度相位匹配、温度相位匹配方法。
4.熟悉激光倍频晶体的调节及倍频效率的测量。
二.实验原理7.1Nd:YVO4激光器的搭建本实验提供半导体激光器温控驱动电源和激光系统两部分。
驱动电源主要用于半导体激光器的电流驱动和温度控制。
电源使用细节及步骤如下：1. 用“Current Set”电流时，因为用的是2W的LD, 所以调节电流时显示的电流值最大不要超过2A。
在不制冷情况下, 电流的调节最大值会相应的减小, 因为要是室内温度比较高的话电流还没有达到最大值时系统也有可能过热报错。
2. 电源电流和TEC热敏电阻值的切换按钮为后面板的“5，电源表头显示选择开关”，拨到“Cur”，前面板显示的是电流值，如拨到“Rt1”前面板显示的是TEC1的热敏电阻值，拨到“Rt2”前面板显示的是TEC2的热敏电阻值，此值可以通过热敏电阻与温度的换算表换算为具体的温度；“TTL”调制方式开关一般不用。
3. 先开电源开关（ON），缓慢调节“Current Set”电流按钮直至所需的电流值，工作中如果“Error，过热保护指示灯”显示红灯时，请立即把“Current Set”电流按钮逆时针调到最小并关闭电源按钮（OFF），休息半小时后再工作。
每次关闭电源开关前都要把电流调节到最小。
4. 控温电流调节电位器（边上的延伸调节钮），是用来调节制冷电流值，并通过热敏电阻显示的阻值，转化为具体的控制温度，可以通过调节此旋钮实现对TEC温度的控制。
每次关闭电源开关前, 控温电流调节电位器也要逆时针调节至最小。
(其初始都是在最小的位置)5. 使用时要注意不要碰掉电源与激光器之间的插头, 系统一旦突然断电对LD及制冷片都会造成很大的损伤。
钒酸钇偏光分束棱镜光强分束比的入射角效应李华;李国华;邵俊平【摘要】In order to analyze the variation relation between light intensity splitting ratio and incident angle with He-Ne laser obliquely incident on YVO4 polarizing splitting prism,the mathematical formula of the light beam were deduced according to the geometric relationship,Fresnel formula and phase matching conditions.Through experimental verification,theoretical value accorded with experimental value,then the error was analyzed.It provides important reference information for the development of YVO4 polarizing splitting prisms as polarizing devices.%为了分析He-Ne激光斜入射钒酸钇偏光分束棱镜时光强分束比随入射角度的变化关系,根据几何关系、菲涅耳公式及相位匹配条件从理论上推导出光强分束比的数学表达式,通过实验验证,发现理论值和实验值相符合,并对存在的误差进行了分析.这为钒酸钇棱镜在偏光器件中的应用提供了重要的参考价值.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2009(033)004【总页数】3页(P443-445)【关键词】光学器件;分束棱镜;分束比;入射角【作者】李华;李国华;邵俊平【作者单位】曲阜师范大学,激光研究所,曲阜,273165;曲阜师范大学,激光研究所,曲阜,273165;曲阜师范大学,激光研究所,曲阜,273165【正文语种】中文【中图分类】O435引言偏光器件的作用是将非线偏振光转变为线偏振光，为光信息的进一步调制做准备。
第32卷第1期2003年2月人工晶体学报JOURNAL OF SYNTHE TIC CRYSTALSVol.32No.1February,2003 YVO4双折射晶体生长及完整性分析王英伟1,程灏波2,刘景和1(11长春理工大学,长春130022;21中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130022)摘要:在较低氧分压的保护气氛中用提拉法(CZ法)生长YVO4晶体,采用自行设计的气压计,精密调节炉内的氧、氮比例,有效防止了晶体生长中的过度缺氧,生长出<33mm@31mm(等径)YVO4晶体。
设计了生长YVO4晶体最佳工艺条件:转速5~10r/mi n,拉速:2~6mm/h,生长周期:24h,液面上8mm温度梯度2.875e/mm。
用偏光显微镜对YVO4晶体的裂纹、散射颗粒、包裹物、偏心生长等缺陷进行观察,认为它们的成因主要是生长速率过快,生长环境中湿度大及晶体中存在分解和挥发性物质等。
关键词:YVO4晶体;提拉法;晶体缺陷中图分类号:O78215文献标识码:A文章编号:1000-985X(2003)01-0041-03Growth and Analysis on Completeness of YVO4Birefringent CrystalWANG Y ing-wei1,C HENG Hao-bo2,LIU Jing-he1(11Changchun University of Science and Technology,Changchun130022,Chi na;21Changc hun Instituteof Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130022,China)(Rece ived6August2002,acce pte d31Oc tobe r2002)Abstract:The YVO4crystal was grown in protective atmosphere with a little oxygen partial pressure based on the Czochralski(CZ)technique.To prevent crystal from oxygen-deficiency,the ratio of oxygen to nitrogen in the stove was precisely adjusted.The size of grown YVO4crystal reached<33mm@31mm(equa-l diameter).The optimum growth conditions are as follows:rotating at5-10r/min,pulling speed at2-6mm/h,growing cycle 24hour,the temperature gradient21875e/m m at8mm above liquid surfaces.Under the polarized microscope,we observed the crystal surface defec ts including cracking,scatter particles,inclusion,helix growth.I t is concluded that the reason for those defects should be the following factors:over-fast growth speed,highrelative-humidity,the decomposable and volatile matter in the crystal.Key words:YVO4crystal;CZ method;crystal defect1引言YVO4是一种非常优良的双折射光学晶体。
yvo4 晶体结构
YVO4是一种重要的晶体材料，它的化学式为Yttrium Orthovanadate，是一种常用的非线性光学晶体材料。
它具有较高的
光学非线性系数，广泛应用于激光技术、光通信、光学传感等领域。
YVO4晶体的结构属于正交晶系，空间群为Pna21。
它的晶格常数为
a=7.12Å，b=7.21Å，c=6.29Å，α=β=γ=90°。
YVO4晶体的结
构是由钇离子(Y3+)和氧离子(O2-)构成的正交晶格，其中钇离子位
于晶格的中心，而氧离子则占据晶格的顶点和中心位置。
这种结构
使得YVO4晶体具有优异的光学性能和热学性能，适合用于激光器件
和光学器件的制备。
除了上述基本结构信息，YVO4晶体的特殊性质也使其在科学研
究和工程应用中备受关注。
例如，它具有较大的双折射和光学非线
性系数，使其成为制备光学调制器件和频率加倍器件的理想材料。
此外，YVO4晶体还具有较高的热光系数和较低的热光失配，这使得
它在高功率激光器件中有着良好的稳定性和耐用性。
因此，YVO4晶
体在激光技术、光通信、光学成像等领域有着广泛的应用前景。
总的来说，YVO4晶体具有优异的光学性能和热学性能，其结构
特点和特殊性质使得它成为重要的功能晶体材料，对于推动光学器件和激光技术的发展具有重要意义。
9 W级高功率SESAM锁模Nd∶YVO4激光器杨西光;王勇刚;王江;汪太进;陈振东【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(031)004【摘要】通过LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体,以半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为被动锁模器件,利用ABCD传输矩阵法和MATLAB软件设计具有良好热稳定性和超大稳区的X-型五镜折叠谐振腔,实现了高效率和高功率的连续稳定锁模运转.在泵浦功率30 W时得到1 064nm波长最大9W的稳定锁模输出,脉冲重复频率为108.28MHz,脉宽为9.53ps,对应最大单脉冲能量84.04nJ,激光器的斜效率达到31.7％.以此为种子源放大可直接获得百瓦级高功率锁模激光输出.%High-Power and high efficiency diode end-pumped passively solid-state mode locked Nd:YVO4 laser with excellent thermal stability and super huge stable region has been demonstrated by using a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM).The X-type laser resonator is designedby using the ABCD transmission matrix theory and is simulated by MATLAB software.A 9.1 W stable modelocked laser output with repetition rate of 108.28 MHz and pulse duration of 9.53 ps are obtained when the pump power reached 30 W.The corresponding single pulse energy is 84.04 nJ, The optical conversion efficiency and slope efficiency of the laser maser is 30.3％and 31.7％, respectively.and it could be used as a seed laser for a larger oscillator to acquire energy of the order of hundreds wattlaser output.【总页数】5页(P27-30,47)【作者】杨西光;王勇刚;王江;汪太进;陈振东【作者单位】陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西西安 710119;陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西西安 710119;陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西西安 710119;陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西西安 710119;陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西西安 710119【正文语种】中文【中图分类】TN248.1【相关文献】1.56MHz重复频率端泵SESAM连续波锁模Nd∶YVO4激光器 [J], 王希军2.Nd:YVO4/Cr4+:YAG被动调Q锁模激光器锁模特性的研究 [J], 刘辉兰;杨延玲;魏勇3.LD泵浦Nd∶YVO4/SESAM锁模激光器实验研究 [J], 刘士华;王广刚;王春慧;李雷;刘树山;刘敏;刘杰;秦连杰4.LD泵浦高功率高斜效率Nd:YVO4声光调Q激光器 [J], 余锦;张雪;刘洋;樊仲维;赵天卓;麻云凤;张晶;王培峰5.高功率LD抽运的Nd:YVO4被动调Q激光器 [J], 王加贤;彭吉昌;李立卫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
yvo4晶体工作原理YVO4晶体工作原理YVO4晶体是一种重要的非线性光学晶体材料，广泛应用于激光技术、光通信、光存储等领域。
其工作原理主要涉及到晶体的结构和光学特性。
我们来了解一下YVO4晶体的结构。
YVO4晶体属于四方晶系，晶胞中含有四个VO4四面体，其中的钒离子（V5+）通过与氧离子（O2-）的配位形成了稳定的结构。
这种结构的特点是晶胞中VO4四面体的对称性，使得YVO4晶体具有优异的光学性能。
YVO4晶体的光学特性对其工作原理起到了关键作用。
YVO4晶体具有较大的折射率差（birefringence），即在不同的方向上，折射率有所不同。
这种特性使得YVO4晶体成为一种优秀的双折射晶体。
基于YVO4晶体的结构和光学特性，其工作原理可以简单描述如下：1. 光的传输: 当入射光线通过YVO4晶体时，由于晶体的双折射特性，光线会被分为普通光和非普通光两个分量。
普通光的传播速度和折射率与晶体的结构无关，而非普通光的传播速度和折射率则与晶体的结构有关。
2. 非线性光学效应: YVO4晶体具有较大的非线性光学系数，即在光场强度较高时，其产生的光学效应与光强呈非线性关系。
这种非线性光学效应主要包括二次谐波产生、光学参量振荡等。
3. 频率转换: 利用YVO4晶体的非线性光学特性，可以实现光的频率转换。
例如，通过输入一个激光脉冲，可以通过二次谐波产生实现频率加倍，即将原来的激光频率翻倍。
这在激光技术中具有重要的应用，例如在光通信中用于信号的调制和解调。
4. 光学器件: YVO4晶体还可以用于制作光学器件，例如光学偏振器、光学调制器等。
利用晶体的双折射特性，可以通过调节入射光线的偏振态来实现光的调制和控制。
总结起来，YVO4晶体的工作原理主要包括光的传输、非线性光学效应、频率转换和光学器件等方面。
通过充分利用YVO4晶体的结构和光学特性，可以实现光的频率转换和光学器件的制作。
这使得YVO4晶体成为一种重要的光学材料，广泛应用于各种领域的光学器件和光学系统中。
