[發(fā)明專利]一種自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激光晶體及其生長方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610087488.5
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105696073A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慶禮;林東暉;劉文鵬;孫貴花;羅建喬;彭方;殷紹唐;竇仁勤
• 申請（專利權(quán)）人: 中科九曜科技有限公司
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C30B15/00;C30B11/00;C30B17/00;H01S3/16
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光晶體和晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石 榴石激光晶體及其生長方法。

背景技術(shù)

Nd:YAG激光器是應(yīng)用最廣泛的全固態(tài)激光器之一，它在1.3～1.4μm的納秒量級脈 沖在光纖傳輸、微型制造、遙感、信息存儲等方面均有著廣泛的應(yīng)用。此外，l.3～1.4μm波段 是人眼安全波段區(qū)，同時與硅光纖低色散和低損耗的波長一致，因此該波段的激光可以廣 泛應(yīng)用于激光醫(yī)學、光纖通信、光傳感定位以及中紅外參量振蕩的泵浦源等領(lǐng)域。在Nd:YAG 的1.3～1.4μm激光器內(nèi)插入V³⁺:YAG或Co²⁺:LaMgAl₁₁O₁₉作為飽和吸收體可實現(xiàn)調(diào)Q脈沖激光 輸出，獲得高脈沖功率激光。在此方式下，V³⁺:YAG和Nd:YAG需要分別制備單晶，加工成兩個 器件，V³⁺:YAG元件作為飽和吸收體，Nd:YAG則作為激光工作增益介質(zhì)。近來，捷克已有將V³⁺:YAG和Nd:YAG鍵合在一起作為復(fù)合晶體元件的報道。在此方式下，仍需要分別生長V³⁺:YAG 和Nd:YAG晶體，分別對其進行精密加工，再通過光膠工藝將二者實現(xiàn)幾何上的組合，再經(jīng) 1000～1500℃的高溫加熱后，讓V³⁺:YAG和YAG間的組分相互擴散，實現(xiàn)兩個晶體之間的鍵 合，從而形成幾何V³⁺:YAG和YAG的復(fù)合晶體元件?？梢钥闯?，這種制備方法不僅繁瑣耗時，鍵 合和燒結(jié)擴散對工藝、加熱設(shè)備也有很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激光晶體及其生長方法，所得自飽 和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激光晶體具有調(diào)Q和激光增益雙重功能，在全固態(tài)激光器中有重要的 應(yīng)用前景。

本發(fā)明提出的一種自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激光晶體，具有以下化學式組成： V_5xNd_3yY_3(1-y)Al_5(1-x)O₁₂，其中0<x≤0.02，0<y≤0.015。

本發(fā)明還提出的上述自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激光晶體生長方法，包括如下步 驟：

S1、將含釩化合物、含釹化合物、含釔化合物、含鋁化合物混合均勻后，進行壓制得 到化學式為V_5xNd_3yY_3(1-y)Al_5(1-x)O₁₂的晶體生長初始原料；

S2、將化學式為V_5xNd_3yY_3(1-y)Al_5(1-x)O₁₂的晶體生長初始原料加熱至熔融狀態(tài)得到 晶體生長熔體，然后采用熔體法晶體生長方法進行生長得到自飽和吸收調(diào)Q釔鋁石榴石激 光晶體。

優(yōu)選地，S1的操作步驟為：將含釩化合物、含釹化合物、含釔化合物、含鋁化合物混 合均勻后，進行壓制，接著進行合成反應(yīng)得到化學式為V_5xNd_3yY_3(1-y)Al_5(1-x)O₁₂的晶體生長初 始原料。

優(yōu)選地，S1中，合成反應(yīng)為高溫固相反應(yīng)、液相合成或氣相合成。

優(yōu)選地，S1的具體操作步驟為：按摩爾份將2.5x份V₂O₅、1.5y份Nd₂O₃、1.5(1-y)份 Y₂O₃和2.5(1-x)份Al₂O₃混合均勻后，進行煅燒得到化學式為V_5xNd_3yY_3(1-y)Al_5(1-x)O₁₂的晶體 生長初始原料，煅燒溫度為900～1300℃，煅燒時間為48～200h；

其反應(yīng)方程式如下：