[發明專利]一種測量晶體材料中釹離子摻雜濃度的方法

有效

• 申請號: 201310166877.3
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103257113A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王世武;劉宗楷
• 申請（專利權）人: 青島海泰光電技術有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發明屬于化學分析技術領域，具體涉及一種采用光譜分析方法測量晶體材料中釹離子摻雜濃度的方法。

背景技術

2006年6月北京有色金屬研究總院伍星報道了我國稀土化學分析方法標準化工作的進展，指出04年修正后稀土離子Nd含量的標準測試方法有電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）與電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）兩種。當前國際貿易中稀土分量的測定均要求使用ICP-AES的數據。該種方法測試精確度高，但是存在的測試難點。摻雜釹激光晶體為結晶固體樣本，如果做ICP測量，需要進行碾成粉末溶解后才能進行測量，在批量化生產中根本無法實現濃度的控制及檢測。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種測量晶體材料中釹離子摻雜濃度的方法，該方法大大改善了現有的電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）的效率。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種測量晶體材料中釹離子摻雜濃度的方法，包括以下步驟：

第一步：將釹離子摻雜的激光晶體毛胚頭尾各加工一片胚片；

第二步，按照釹離子摻雜的激光晶體胚片的生長方向A面進行加工，激光級拋光，標識出晶體的光軸C；

第三步，采用分光光度計進行測量，取樣；

第四步，根據程序掃描晶體的吸光度A，標識出757nm，780nm的數值；

第五步，將吸光度A和晶體厚度L代入公式C=3.408×（A₇₅₇-A₇₈₀）×L^-1得到晶體材料中釹離子摻雜濃度。

作為一種優選的技術方案，所述第一步的胚片的尺寸為10×10×2mm或15×15×1mm。

作為一種優選的技術方案，所述第二步的激光級拋光的面型要求達到1/4633nm。

作為一種優選的技術方案，所述第三步包括：采用分光光度計進行測量，先將測試光的偏振態調整為線偏光，掃描速度為50nm/min，取樣間隔為0.2nm。

作為一種優選的技術方案，所述測試光的偏振態調整采用格蘭棱鏡，所述格蘭棱鏡放置位于測試光路和參考光路的入射孔上，以確保測試光的偏振態平行于晶體的光軸C。

作為一種優選的技術方案，所述公式C=3.408×（A₇₅₇-A₇₈₀）×L^-1的確定包括以下步驟：

第一步，取釹離子摻雜的激光晶體碾成粉末，采用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）測試釹離子摻雜濃度；

第二步，取釹離子摻雜的激光晶體進行光學拋光，要求面型達到四分之一波長，光潔度60/40，用分光光度計測試波長范圍400～1000nm處的光學透過率；

第三步，根據釹離子摻雜的特性，找出符合釹離子的吸收峰作為標準測試波長；

第四步，根據朗伯比爾定律

A=－lgT=-lgI/I₀=εcL

其中：ε為摩爾吸光度系數，A為吸光度，L為樣品厚度，單位為cm，c為樣品濃度，

從A_標=εc_標L_標得到常數ε＝A_標/c_標L_標，

因此，c_樣品＝A_樣品/εL_樣品＝（c_標L_標/A_標）×（A_樣品/L_樣品）；

采用757nm的吸收度來計算濃度，以780nm的吸收度為基線，

則c_樣品＝1/ε*（A₇₅₇－A₇₈₀）/L_樣品，

令α＝1/ε，則C=(A₇₅₇-A₇₈₀)×α/L；

由曲線斜率B得到濃度計算公式C=(A₇₅₇-A₇₈₀)×α/L中的系數α；

最后得到濃度計算公式C=(A₇₅₇-A₇₈₀)×3.408/L；

A₇₅₇，A₇₈₀分別為757nm，780nm波長處π偏振時的吸收強度。