2.79微米铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体生长及性能研究的任务书.docx

2.79微米铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体生长及性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
高功率激光器是现代科技发展和生产制造中的重要组成部分。其中，激光晶体是激光器的核心部件，其性能优劣直接影响到整个激光器的工作效果。常见的激光晶体有铥掺钌钛石榴石、铬掺合镁铝石榴石等。然而，由于这些激光晶体在一些特定波段上的输出功率较低，因此需要寻找新的激光晶体。
铬铒共掺钪镓石榴石具有较好的激光性能和宽的激光带宽，能够广泛应用于激光器的多种领域。因此，研究铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的生长及性能对推动激光技术的发展和应用具有重要意义。
二、研究目的
本次研究的目的是：
1.研究铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的生长方法和工艺，确定最佳的生长条件。
2.对铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体进行物理和光学性能测试，分析其激光性能和适用范围。
3.研究铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体在不同工作温度下的激光性能，探究其激光性能的动态变化规律。
4.给出铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的最佳应用领域和使用条件，推动其应用于激光技术中。
三、研究内容
1.铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的生长方法和工艺研究。
根据相关文献，选择合适的生长方法（如Czochralski法、液相法等），确定合适的晶体生长条件（如生长温度、生长速率、晶体熔点等），并进行晶体生长实验。
2.铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的物理和光学性能测试。
利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对铬铒共掺钪镓石榴石晶体的物理性质进行测试，利用激光束质量分析仪、光学谱仪等对激光输出性态进行测试。
3.铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的工作温度激光特性测试。
选择不同的工作温度进行激光测试，分析不同温度下的激光性能（如激光输出功率、波长、光束发散角等），探究其激光性能随温度的变化规律。
4.铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的应用研究。
结合目前市场需求和对激光技术的广泛应用，分析铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体在各种应用领域中的优势和局限，并给出最佳的应用领域和使用条件。
四、预期成果
1.确定铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的最佳生长工艺条件，完成铬铒共掺钪镓石榴石晶体的生长实验。
2.明确铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的物理和光学性质，分析其激光输出性能，为进一步研究提供实验基础。
3.研究铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体在不同工作温度下的激光性能，探究其激光性能随温度变化的规律。
4.给出铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的最佳应用领域和使用条件，推动其应用于激光技术中。
五、研究方案
1.确定研究方法和实验设计。
2.准备铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体材料并制备晶体棒。
3.进行铬铒共掺钪镓石榴石晶体生长实验。
4.进行铬铒共掺钪镓石榴石晶体物理和光学性能测试。
5.进行铬铒共掺钪镓石榴石激光输出测试，探究其激光性能动态变化规律。
6.结合实验结果和市场需求，分析铬铒共掺钪镓石榴石激光晶体的应用领域和使用条件。
七、研究进度
预计本次研究的进度为1年。
第1-3个月：确定研究方案和实验流程，制备铬铒共掺钪镓石榴石晶体棒。
第4-6个月：实验室内境温度控制及铬铒共掺钪镓石榴石晶体的生长实验。
第7-9个月：进行铬铒共掺钪镓石榴石晶体物理和光学性能测试。
第10-12个月：进行铬铒共掺钪镓石榴石激光输出测试，分析其激光性能随温度变化的规律，探究其应用领域和使用条件。
八、经费预算
本研究预计需要的经费如下：
设备费：30万元
材料费：20万元
测试费：10万元
人员费用：20万元
总计：80万元
九、参考文献
1.Gruber,J.B.,&Payne,S.A.(1998).CrystalgrowthandphysicalpropertiesofYb:S-FAP.JournalofCrystalGrowth,184,1043-1050.
2.Dong,J.,Liao,L.,Ling,X.,&Tang,D.(2007).ThermallyinducedbeamdistortioninNd:YVO4lasers.OpticsCommunications,274,288-292.
3.Wang,F.,Wang,Y.,Guo,X.,Xu,H.,Yang,Q.,&Chen,D.(2008).HighenergypassivelyQ-switchedYb:YAGlaserwithaGaAssemiconductorsaturableabsorbermirror.AppliedPhysicsB,91,283-286.
4.Zhenyu,H.,Tiefeng,X.,&Yonggang,W.(2013).Spectralandlasercharacteristicsofchromium,erbiumco-dopedYAGcrystallinefibers.OpticalMaterials,35,57