[發明專利]高效抗輻射中紅外激光晶體Re,Er:GSGG及其制備方法

無效

• 申請號: 201010607623.7
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102127812A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 孫敦陸;殷紹唐;張慶禮;羅建喬;劉文鵬;谷長江;秦清海;李為民;韓松
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C30B15/00;H01S3/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬于功能晶體材料領域，具體的說是一種具有抗輻射性能的Ho³⁺或Pr³⁺與Er³⁺共摻的釓鈧鎵石榴石激光晶體(Re，Er:GSGG)及其制備方法。

背景技術

鉺離子的⁴I_11/2→⁴I_13/2躍遷，在不同的基質中可產生2.7-3μm波段的激光，這個波段與水的強吸收峰位置重疊，因而水對它的吸收率特別高，是精細外科手術理想的工作波段，這一性質使鉺激光在生物和醫學領域已得了非常廣泛的應用。另外，用2.7-3μm的激光泵浦紅外非線性晶體實現光參量振蕩，能夠獲得3～19μm的高功率紅外光源，可用于光電對抗(干擾)、紅外照明、激光雷達、自由空間通信、化學和生物戰劑的探測、環境污染監測以及反恐等領域。

在輻射環境和空間環境中應用的激光器會受到γ射線和宇宙射線等高能粒子的輻射，從而要求激光器具有抗高能射線輻射的能力，因此高效抗輻射激光材料對于輻射環境和空間環境激光技術的發展具有重要的意義。釓鈧鎵石榴石晶體Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂(GSGG)是性能優良的激光工作基質，晶體結構屬于立方晶系，可以采用熔體提拉法生長出高光學質量的單晶。Zharikov(E.V.Zharikov，et?al.Effect?of?UV-and?γ-irradiation?on?the?lasing?characteristics?ofneodymium?lasers，Bull.Acad.Sei.USSR，Phys.Ser，1984，48：103)等人的實驗證明，Nd，Cr:GSGG激光器在受到紫外線或10Mrad的⁶⁰Coγ射線輻照后，其激光性能幾乎不受影響，而Nd:YAG(Y₃Al₅O₁₂)激光器在受到1Mrad的γ射線輻照后，其激光輸出下降了一個數量級。我們的⁶⁰Coγ射線輻照實驗也證明了GSGG基質優良的抗輻射性能。文獻(Y.N.Xu，et?al.Electronic?structure?andbonding?in?garnet?Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂，Gd₃Sc₂Al₃O₁₂and?Gd₃Ga₅O₁₂compared?to?Y₃Al₅O₁₂，Physical?Review?B，2000，61：1817)對GSGG晶體抗輻射機制的研究認為，位于八面氧配位體中心的Sc原子與GGG、YAG晶體中相同位置的Ga和Al原子相比，具有較高的共價特點及鍵的有序性，使抵抗色心形成的能力增強，是GSGG晶體具有強抗輻射能力的原因。