[發(fā)明專利]摻鉻鉬酸鋁銣可調(diào)諧激光晶體及其制備方法和用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710009436.7
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101378173A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國富;王國建;龍西法;林州斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;C30B29/22;C30B15/00;H01S3/092;H01S3/0941
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電子功能材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其是涉及一種作為可調(diào)諧固態(tài)激光器中的工作物質(zhì)的激光晶體材料。?

背景技術(shù)

所謂可調(diào)諧激光是指這樣一種效應(yīng)：由激光或泵浦燈激發(fā)摻入固體基質(zhì)中的激活離子，以產(chǎn)生激光輸出，采用棱鏡調(diào)諧法、F-P標準具調(diào)諧法、光柵調(diào)諧法、濾光片調(diào)諧法和分布反饋系統(tǒng)調(diào)諧法等方法可獲得可調(diào)諧的激光輸出。?

1963年L.F.Johnson等人采用閃光燈泵浦，在摻Ni²⁺的MgF₂晶體中實現(xiàn)了第一個固態(tài)可調(diào)諧激光運轉(zhuǎn)(L.F.Johnson?R.E.Dietz&H.J.Guggenheim，J.Phys.Rev.Lett.，11(1963)318)。隨后出現(xiàn)了很多可調(diào)諧激光晶體，如Ti³⁺:Al₂O₃、Cr³⁺:Mg₂SiO₄、Cr³⁺:LiSrAlF₆、Cr³⁺:BeAl₂O₄等，但由于各種原因，許多可調(diào)諧激光晶體只限于作實驗室工具，無法推向工業(yè)應(yīng)用。目前研究最多的、已進入應(yīng)用領(lǐng)域的可調(diào)諧激光晶體是Cr³⁺:BeAl₂O₄(紫翠寶石)、Ti³⁺:Al₂O₃(摻鈦藍寶石)和Cr³⁺:Li?CaAlF₆、Cr³⁺:LiSrAlF₆，但它們也都存在一些難以避免的缺陷，使得它們的應(yīng)用范圍受到限制。?

Cr³⁺:BeAl₂O₄(紫翠寶石)晶體的主要缺點是：調(diào)諧范圍在700～800nm之間，發(fā)射截面小(6×10^-21cm²)，所需的泵浦閾值高，而且還具有高損傷率和高熱透鏡效應(yīng)等缺點，另外由于BeO劇毒，也給生長帶來很大困難。?

Ti³⁺:Al₂O₃晶體的主要缺點是：該晶體中Ti³⁺-Ti⁴⁺離子對的出現(xiàn)，使得在激光輸出波段，即近紅外波段出現(xiàn)吸收，影響了其激光性能，而且由于其激光上?能級壽命短(只有3.2μs)，需用短脈沖激光、Q開關(guān)激光、連續(xù)波激光或產(chǎn)生特別短脈沖的閃光燈泵浦，也進一步限制了它的應(yīng)用。?

Cr³⁺:LiCaAlF₆、Cr³⁺:LiSrAlF₆晶體盡管具有調(diào)諧范圍較寬，發(fā)射截面大，所需的泵浦閾值低等諸多優(yōu)點。但也存在著吸收系數(shù)小、LD泵浦的激光效率低等問題。目前國內(nèi)外都在積極尋找調(diào)諧波段更寬、能夠直接使用閃光燈和LD泵浦的可調(diào)諧激光晶體材料。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于研制一種新的可調(diào)諧激光晶體，能夠直接使用閃光燈和LD泵浦的、寬調(diào)諧的可調(diào)諧激光晶體材料。?

RbAl(MoO₄)₂屬于三方晶系，具有P3ml(D_3d³)空間群結(jié)構(gòu)，是一種很好的激光晶體基質(zhì)材料，鉻離子是作為摻雜離子可以很容易的取代鋁離子的晶格位置。其摻雜濃度在0.2at％～5at％之間。熒光壽命(τ)為17～30μs，其熒光壽命是鉻離子濃度的函數(shù)，可根據(jù)不同的需要摻入不同濃度的鉻離子。實驗結(jié)果表明其可調(diào)諧范圍在710～1000nm之間，可作為可調(diào)諧激光晶體。?

摻鉻鉬酸鋁銣激光晶體及其制備方法：我們經(jīng)過實驗找到了生長Cr³⁺:RbAl(MoO₄)₂晶體的較理想的助熔劑：Rb₂Mo₃O₁₀，以及最佳的生長條件，并生長出了高質(zhì)量的晶體Cr³⁺:RbAl(MoO₄)₂(見實施例1和2)。?

具體的化學(xué)反應(yīng)式如下：?