TSAG晶体的生长及性能研究OA
Growth and Properties of TSAG Crystal
铽钪铝石榴石(Tb3Sc2Al3O12,TSAG)晶体是具有优异磁光性能的新型磁光晶体,在高功率激光中有望获得广泛应用.但TSAG晶体的应力大、易开裂问题限制了光学元件的加工及实际应用.为提高晶体品质,本文针对TSAG晶体应力大的问题,系统研究了晶体生长方向和径向的组分分布规律,通过优化生长工艺提升TSAG晶体的组分均匀性,成功制备出φ45 mm×100 mm的低应力TSAG晶体.加工出的TSAG晶体元件的吸收损耗系数为0.19%/cm,测得3 mm 口径隔离器的最小隔离度达到36.19 dB.进一步详细研究TSAG晶体不同方向的磁光性能,其中[100]方向的维尔德常数最大,为51.38 rad·m-1·T-1,有利于实现隔离器的小型化.本研究结果表明,低应力TSAG晶体的成功研制,有望实现TSAG晶体在高功率激光系统中的应用.
Terbium scandium aluminum garnet(Tb3Sc2Al3O12,TSAG)crystal is a novel magneto-optic crystal with outstanding magneto-optical properties,which holds great promise for wide applications in high-power lasers.However,the high stress and susceptibility of TSAG crystal to cracking restrict the processing and practical utilization of corresponding optical components.To improve the crystal quality,this paper focused on the high stress problem in TSAG crystal and systematically investigated the composition distribution along the crystal growth direction and radial direction.By optimizing the crystal growth process,the composition uniformity of TSAG crystal was effectively enhanced,and φ45 mm×100 mm low-stress TSAG crystal was successfully grown.The fabricated TSAG crystal component exhibits an absorption loss coefficient of 0.19%/cm,and the developed isolator with a 3 mm clear aperture achieves a minimum isolation of 36.19 dB.The magneto-optical properties of TSAG crystals in different directions are further studied in detail.The crystal in the[100]direction possesses the maximum Verdet constant(51.38 rad·m-1·T-1),which is beneficial for the miniaturization of isolators.The research results demonstrate that the successful development of low-stress TSAG crystal is expected to realize the application of TSAG crystal in high-power laser system.
窦仁勤;杨明亮;王小飞;王新宇;刘文鹏;高进云;罗建乔;张庆礼
中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院长春应用化学研究所,长春 130022中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031||先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037
数理科学
磁光晶体TSAG晶体晶体生长组分分布隔离器件磁光性能
magneto-optical crystalTSAG crystalcrystal growthcomposition distributionisolation devicemagneto-optical property
《人工晶体学报》 2026 (9)
1357-1362,6
国家重点研发计划(2023YFB3507403)
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