[發明專利]摻釹的硅酸镥釓激光晶體及其制備方法

無效

• 申請號: 200910199527.0
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101717997A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 徐曉東;李東振;吳鋒;成詩恕;程艷;周大華
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B15/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及激光晶體，特別是一種用于產生1μm波段超短脈沖激光輸出的Nd³⁺摻雜的硅酸镥釓激光晶體(以下簡稱為Nd:(Gd_xLu_1-x)₂SiO₅)及其制備方法，該晶體適合于AlGaAs二極管泵浦。

背景技術

超短激光脈寬由皮秒發展到飛秒，能量從納焦提高到焦耳量級，峰值功率從千瓦提高到太瓦、拍瓦量級，接近物理極限，其應用領域不斷深入到物理學、化學、生物醫學、機械、微電子學、超高速光通信等諸多領域。全固態大功率飛秒激光器具有高效高功率、體積小、成本低、波長多樣化和系統高穩定性的特點，是超快超短脈沖激光器發展的必然趨勢。

在當今研究比較熱的超快激光材料中，摻Nd³⁺的材料具有四能級系統，容易獲得激光的有效輸出，其中摻Nd³⁺的晶體材料具有良好的熱、機械和光學性能，是一種良好的激光增益介質。2009年，謝國強等人報道在Nd:Ca₃Li_xNb_1.5+xGa_3.5-xO₁₂(Nd:CLNGG)晶體中實現激光二極管泵浦的飛秒激光輸出，獲得了脈寬為900fs的鎖模激光輸出(G.Q.Xie，et?al.，Subpicosecond?pulse?generation?from?a?Nd:CLNGGdisordered?crystal?laser，Opt.Lett.34(2009)103-105)。這是目前為止在Nd³⁺摻雜晶體中所獲得的最短鎖模脈沖激光輸出。在Nd:CLNGG晶體中，Li⁺、Nb⁵⁺和(或)Ga³⁺在晶格中八面體位置及四面體位置的無序分布導致光譜線的非均勻展寬，有利于超短脈沖激光產生。

(Gd_xLu_1-x)₂SiO₅晶體屬于單斜晶系，具備高的非線性光學系數、良好的化學穩定性和高熱導系數，并具有低對稱性晶體結構和扭曲變形的雙格位特征，能給激活離子提供良好的晶體場環境，有利于摻雜離子的能級分裂，從而拓寬發射光譜，有利于實現鎖模超短脈沖輸出。到目前為止，未見有Nd:(Gd_xLu_1-x)₂SiO₅晶體的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于產生1μm波段超短脈沖激光輸出的Nd³⁺摻雜的硅酸镥釓激光晶體(以下簡稱為Nd:(Gd_xLu_1-x)₂SiO₅)及其制備方法，該激光晶體的分子式為(Nd_yGd_x(1-y)Lu_(1-x)(1-y))₂SiO₅，它是能夠采用AlGaAs二極管泵浦的，實現1μm波段超短脈沖激光輸出的硅酸鹽混晶激光材料。

本發明的技術解決方案如下：

一種用于產生1μm波段超短脈沖激光輸出的摻釹的硅酸镥釓激光晶體，其特點在于，該硅酸镥釓激光晶體的分子式為(Nd_yGd_x(1-y)Lu_(1-x)(1-y))₂SiO₅，其中y的取值范圍為0.005～0.01，x的取值范圍為0＜x＜1。

所述的摻釹的硅酸镥釓激光晶體的制備方法，包括下列步驟：

①原料配方：