【摘 要】
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本文开展了掺杂浓度为5 mol%的Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷的实验研究。研究工作主要分为三部分内容:首先,研究了Yb3+:LuLiF4晶体的物理特性。阐述了稀土元素和基体材料的选取原
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本文开展了掺杂浓度为5 mol%的Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷的实验研究。研究工作主要分为三部分内容:首先,研究了Yb3+:LuLiF4晶体的物理特性。阐述了稀土元素和基体材料的选取原则,测量了样品的平均荧光波长和吸收系数。研究结果表明,平均荧光波长随样品温度的降低而发生红移,吸收系数则随样品温度的降低而减小。然后,研究了样品在真空条件(10-3 Pa)下的激光制冷行为。当使用波长1020 nm、功率25 W的激光泵浦样品时,样品相对室温实现了ΔT≈115 K的温降,相应的制冷效率约为0.677%。研究结果表明,该样品最低能被激光冷却至126.5 K。最后,研究了样品在不同压强条件下的热负载管理机制。当腔体压强由105 Pa降至10-3 Pa时,空气热对流热导从9.36×10-4 W/K降至1.0×10-6 W/K,腔体热辐射热导则维持在4.0×10-4 W/K附近。研究结果表明,如何有效减少腔体热辐射负载,从而突破液氮温度,成为目前Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷研究中亟待解决的关键问题。
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