GdYCOB結晶の耐光損傷耐特性の向上と高出力紫外レーザー光源への応用

GdYCOB晶体抗光损伤性能的提高及其在高功率紫外激光光源中的应用

基本信息

批准号：
01F00038
负责人：
佐々木孝友
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

GdYCOB(又はYCOB)結晶の光損傷耐性を向上させるために、今年度は結晶に適当な不純物添加を行うことを試みた。光損傷が生じることが知られているLiNbO_3結晶においては、MgOなどの不純物添加によって損傷閾値が向上することがわかっているので、同様の効果を期待したものである。不純物の探索の際には、焼結体の粉末試料に紫外光を照射することで、光損傷耐性を調べた。その中で、耐性向上が確認できた試料について、実際に結晶育成を行った。まず、不純物を添加していないGdYCOBの結晶粉末と焼結体に266nm紫外光(数MW/cm^2)を15秒間照射したところ、どちらの試料においても光損傷による着色が確認できた。このことから、焼結体を作製した段階で、既に光損傷の原因は含まれていると判断できる。この焼結体に種々の金属酸化物を添加して再焼結を施し、再び紫外光照射実験を行った。その結果、ある元素を添加した場合には、着色がほとんど見られないことがわかった。そこで、この原料から実際にチョクラルスキー法を用いて単結晶育成を試みた。育成時に融点の大幅な低下、融液粘性の低下などの著しい条件変化が起きたたが、透明領域を含む単結晶を得るに至った。ここから粉末試料を作製し、上と同様の紫外光照射実験を行ったところ、焼結体と同様に結晶においてもほとんど着色は見られなかった。しかしながら、結晶の組成分析を行ったところ、添加不純物の混入は確認できなかった。一方で、構成元素の組成比は、化学量論比組成に近づいていることが明らかになった。従来の無添加原料から得られた結晶では、常にCa、Bの組成比ずれが生じていた。このことから、今回添加した不純物は、結晶のGdYCOB組成比をより化学量論比組成に近づけるという機能を果たし、それにより損傷耐性が改善したものと考えられる。

为了提高GDYCOB（或YCOB）晶体的光损伤电阻，今年我们试图为晶体增加适当的杂质。在已知会引起光损伤的Linbo_3晶体中，众所周知，通过添加诸如MGO之类的杂质来改善损伤阈值，因此可以预期类似的效果。在寻找杂质时，用紫外线照射烧结体的粉末样品，以确定耐热性抗性。其中，耐药性提高的样品实际上是生长的晶体。首先，当用266 nm紫外线（几毫米/cm^2）辐照的gdycob晶体粉末和没有杂质的烧结的身体被266 nm紫外线（几个mw/cm^2）辐照15秒时，发现两种样品均因光子损伤而具有着色。因此，可以确定在产生烧结物体的阶段已经包括轻损伤的原因。将各种金属氧化物添加到该烧结的身体中，并进行重温，然后再次进行紫外线照射实验。结果，发现当添加某些元素时，几乎没有观察到着色。因此，实际上，我们尝试使用这种原材料的Czochralski方法生长单晶。尽管条件在生长过程中发生显着变化，例如熔点的显着降低和熔体粘度的降低，但获得了一个含有透明区域的单晶体。从中制备了粉末样品，并且进行了与上述相同的紫外线照射实验，并且与烧结的身体一样，在晶体中几乎没有颜色。但是，当分析晶体组成时，无法确认杂质的添加。另一方面，已经揭示了成分元素的组成比率正在接近化学计量组成。从常规无添加剂原材料获得的晶体始终表现出Ca和B的组成比的偏差。因此，据信这次添加的杂质具有使晶体近距离接近stoichiemetric组成的gdycob组成比，从而提高了损伤的损害。