[發明專利]Ho及Tm、Cr、Yb共摻雜鉭酸鹽鈮酸鹽發光材料及其熔體法晶體生長方法

無效

• 申請號: 201310746241.6
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103710024A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張慶禮;劉文鵬;竇仁勤;孫貴花;楊華軍;孫敦陸;殷紹唐
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78;C30B29/30
• 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

本發明涉及激光晶體、發光材料和晶體生長領域，是Ho及Tm、Cr、Yb共摻雜鉭酸鹽鈮酸鹽發光材料及其熔體法晶體生長方法，這些晶體主要用提拉法生長，并主要用作激光材料。

技術背景

稀土鉭酸鹽（如ScTaO₄、YTaO₄、GdTaO₄、LuTaO₄）、鈮酸鹽（如ScNbO₄、YNbO₄、GdNbO₄、LuNbO₄）是一類重要的發給基質或發光材料，作為閃爍體、激光晶體發光基質近年來引起了人們的注意。中國科學院安徽光學精密機械研究所晶體材料研究人員近年來在用提拉法生長這一類晶體獲得了重要進展，已經能生長出直徑的、無開裂的透明鉭酸鹽、鈮酸鹽單晶。由于這些晶體中的稀土離子的格位對稱性為C₂，有助于解除稀土離子的f→f發光躍遷禁戒；另外一方面，它們的晶場環境使得稀土發光離子如Ho³⁺的晶場分裂大小不同于石榴石基質等系列，從而為獲得新的激光發射波長提供了可能；同時，通過調節它們的稀土離子組成，也可在一定程度上調節Ho³⁺的晶場分裂和發射波長。本發明即是基于這些考慮，通過在稀土鉭酸鹽和鈮酸鹽中加入Cr³⁺，使其能提高閃光燈的發光能量，提高泵浦效率；或摻入Tm、Yb，使其可吸收796nm、970nm附近的激光能量，實現這些波長的激光二極管（LD）泵浦而實現激光發射。

發明內容

本發明的目的是提供一種Ho及Tm、Cr、Yb共摻雜鉭酸鹽鈮酸鹽發光材料及其熔體法晶體生長方法，以獲得性能優良的激光晶體材料等，在激光技術、激光醫療、遙感等領域有重要的應用前景。

為實現上述目的本發明采用的技術方案如下：

Ho及Tm、Cr、Yb共摻雜鉭酸鹽鈮酸鹽發光材料，包括：1)Cr、Tm、Ho共摻雜的鉭酸鹽和鈮酸鹽，分子式可表示為Cr_xTm_yHo_zRE_uRE′_(1-x-y-z-u)MO₄；2)Tm、Ho摻雜的鉭酸鹽和鈮酸鹽，Tm_yHo_zRE_uRE′_(1-y-z-u)MO₄；3)Ho摻雜的鉭酸鹽和鈮酸鹽，Ho_zRE_uRE′_(1-z-u)MO₄；4)Yb、Ho摻雜的鉭酸鹽和鈮酸鹽，Yb_vHo_zRE_uRE′_(1-v-z-u)MO₄；5)Yb、Tm、Ho摻雜的鉭酸鹽和鈮酸鹽，Yb_vTm_yHo_zRE_uRE′_(1-y-z-u-v)MO₄；分子式中RE、RE′代表Sc、Y、La、Gd、Lu，且同一化合物中RE≠RE′，M代表Ta、Nb。x、y、z、u、v的取值范圍為：0<x≤0.5，0<y≤0.5，0<z≤0.5,0<u≤0.5，0<v≤0.5，同時還應滿足下列條件：對于Cr_xTm_yHo_zRE_uRE′_(1-x-y-z-u)MO₄，0<x+y+z+u<1；對于Tm_yHo_zRE_uRE′_(1-y-z-u)MO₄，0<y+z+u<1；對于Ho_zRE_uRE′_(1-z-u)MO₄，0<z+u<1；對于Yb_vHo_zRE_uRE′_(1-v-z-u)MO₄，0<v+z+u<1;對于Yb_vTm_yHo_zRE_uRE′_(1-y-z-u-v)MO₄，0<y+z+u+v<1。