Yb∶LuScO3晶体的超精密光学加工及其激光性能

Abstract

Yb：LuScO 3 晶体作为固体激光器的新型增益介质，其面形和表面质量严重影响激光器的光束质量，因此探索Yb：LuScO 3 晶体的超精度光学加工工艺参数具有重要意义。本文系统开展了Yb：LuScO 3 晶体超精密光学加工的工艺参数研究，针对Yb：LuScO 3 晶体在加工过程中容易破裂和表面质量较差的问题，提出了拼接上盘和树脂铜盘抛光垫的关键技术。首先，使用COMSOL Multiphysics有限元软件对拼接工艺中选取的不同保护垫料的应力进行仿真。接着，研磨阶段逐步减小B 4 C磨料的粒径。然后，粗糙阶段使用树脂铜盘作为抛光垫，并对树脂铜盘抛光垫的作用进行了分析。最后，使用激光二极管泵浦加工好的样品进行激光输出实验。实验结果表明：基于该技术加工后的晶体表面粗糙度RMS=0.296 nm，面形精度PV=53 nm。在1 086 nm处获得了8.3 W的连续激光输出，斜效率为58%。该加工方法可以广泛应用于Yb：LuScO 3 晶体的高精度加工。