[發明專利]銩鈥共摻鋁酸釔鈣激光晶體的生長方法無效
| 申請號： | 201110008857.4 | 申請日： | 2011-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN102051684A | 公開（公告）日： | 2011-05-11 |
| 發明（設計）人： | 徐曉東;周大華;吳鋒;狄聚青;李東振 | 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： | C30B29/22 | 分類號： | C30B29/22;C30B15/00;C30B15/04 |
| 代理公司： | 上海新天專利代理有限公司 31213 | 代理人： | 張澤純 |
| 地址： | 201800 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 銩鈥共摻鋁酸釔鈣 激光 晶體 生長 方法 | ||
技術領域
本發明涉及激光晶體，特別是一種銩鈥共摻鋁酸釔鈣激光晶體(以下簡稱為Tm/Ho:CaYAlO4)的生長方法。
背景技術
激光二極管泵浦固態激光器具有結構緊湊，光束質量好，能量高等優點，其被廣泛應用于工業，國防等領域。由于Ho3+的5I7→5I8能級躍遷，摻Ho3+固態激光器在2μm波段激光具有獨特優勢。但是目前摻Ho3+激光晶體還沒有合適的激光二極管泵浦源，常常采用Tm3+離子激光器諧振泵浦實現激光輸出。
作為一種更簡便的方法就是直接將Tm3+，Ho3+共摻于某一晶體基質，使其粒子之間的能量傳遞在同一基質內部完成，從而簡化激光器結構，實現高效運轉的目的。2010年，A.A.Lagatsky等首次報道了Tm，Ho共摻激光晶體的飛秒級輸出，在2055nm處輸出激光平均功率達到130mW(參見Optics?Letters，35(2010)，172)。CaYAlO4具有鈣鈦礦型結構，稀土元素Tm，Ho在晶格中處于C4v對稱位置。CaYAlO4晶體物理性能優異，是一種理想的無序激光基質，雙摻雜Tm/Ho:CaYAlO4晶體目前還未見報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種銩鈥共摻鋁酸釔鈣激光晶體的生長方法，直接在CaYAlO4晶體基質中同時摻雜Tm3+，Ho3+稀土離子，采用提拉法生長制備優質Tm/Ho:CaYAlO4激光晶體。
本發明的技術解決方案如下：
一種銩鈥共摻鋁酸釔鈣激光晶體的生長方法，其特點在于包括下列步驟：
①采用中頻感應加熱提拉法生長Tm/Ho:CaYAlO4晶體，發熱體為銥坩堝，該晶體的原料按照下列反應式的摩爾比稱取：
2CaCO3+(1-x-y)Y2O3+xHo2O3+yTm2O3+Al2O3＝2CaY(1-x-y)HoxTmyAlO4+2CO2
其中x和y的取值范圍為：0＜x≤0.008，0＜y≤0.12；
②將所述的原料研混均勻后，在液壓機下壓緊成塊，并在馬弗爐中1200℃燒結10小時，發生固相反應，燒結好的塊料裝入銥坩堝并裝入提拉生長單晶爐；
③所述的單晶爐抽高真空，然后充入氮氣氣氛，生長溫度1810℃，晶體提拉速度1-2mm/h，旋轉速度10-20rpm；
④將籽晶深入熔體，經晶體縮頸，放肩，等徑生長，收尾階段，將晶體從熔體中拉脫，然后緩慢降低提拉單晶爐內溫度至室溫；
⑤打開保溫罩，從提拉生長單晶爐內取出籽晶架，取出晶體，得到銩鈥共摻鋁酸釔鈣激光晶體。
所述的晶體原料在所述的提拉生長單晶爐內升至1810℃后，繼續升高爐內溫度至1820～1900℃，并保持0.5～1小時，讓熔液體充分融化混合。
所述的籽晶成分為CaYAlO4，或Tm/Ho:CaYAlO4，籽晶端面方向為[100]，[101]，或[001]。
本發明所用的提拉法生長Tm/Ho:CaYAlO4激光晶體的裝置為普通的中頻感應加熱單晶爐。整個系統包括銥坩堝，真空設備，中頻感應發生器電源和溫控等部分。
實驗表明本發明的方法是可行的，生長的晶體完整無開裂，無宏觀缺陷，可用作于激光介質。當使用[100]方向籽晶時，在晶體表面具有很好的(001)晶面體現，進一步說明此種方法制備Tm/Ho:CaYAlO4激光晶體的可行性。
附圖說明
圖1是本發明一個實施例的CaY0.935Ho0.005Tm0.06AlO4晶體的偏振吸收光譜
具體實施方式
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