[發明專利]一種摻鐿晶體及其生長方法和應用

在審

• 申請號: 201611218362.3
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106801257A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 王正平;張栩朝;郭世義;于法鵬;許心光;趙顯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B28/02;C30B15/00;H01S3/109;H01S3/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種摻鐿晶體，其特征在于，所述摻鐿晶體的分子式為Ca_3-3xYb_3xRGa₃Si₂O₁₄，R為Nb離子或Ta離子，Yb離子的摻雜濃度為0.1–50at.％。

2.根據權利要求1所述的一種摻鐿晶體，其特征在于，x的取值范圍為0.001-0.5。

3.根據權利要求1所述的一種摻鐿晶體，其特征在于，Yb離子的摻雜濃度為0.5–15at.％，x的取值范圍為0.005-0.15。

4.根據權利要求1所述的一種摻鐿晶體，其特征在于，所述摻鐿晶體為Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶體或Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶體，所述Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶體的I類相位匹配的切割角為(θ,φ)，θ的取值范圍為31.0°—41.0°，φ的取值范圍為25.0°—35.0°，所述Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶體的II類相位匹配的切割角為(θ1,φ1)，θ1的取值范圍為50.0°—60.0°，φ1的取值范圍為(-5)°-5°；所述Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶體的I類相位匹配的切割角為(θ2,φ2)，θ2的取值范圍為30.5°—40.5°，φ2的取值范圍為25.0°—35.0°，所述Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶體的II類相位匹配的切割角為(θ3,φ3)，θ3的取值范圍為56.0°—66.0°，φ3的取值范圍為(-5)°-5°。

5.權利要求1-4任一所述的一種摻鐿晶體的生長過程，其特征在于，具體步驟包括：

(1)采用CaCO₃、R₂O₅、Ga₂O₃、SiO₂和Yb₂O₃作為原料，按照分子式Ca_3-3xYb_3xRGa₃Si₂O₁₄的化學計量比進行配料，R為Nb離子或Ta離子；

(2)在步驟(1)得到的原料中加入Ga₂O₃，每100g原料加入0.1-1.0gGa₂O₃；進一步優選的，每100g原料加入0.35g Ga₂O₃；

(3)將步驟(2)得到的加入Ga₂O₃后的原料進行研磨；

(4)混料12-36小時；

(5)將步驟(4)得到的原料壓結成塊；

(6)在1100-1250℃的溫度下燒結5-30小時，充分反應后合成多晶料；進一步優選的，在1150℃的溫度下燒結20個小時；

(7)將步驟(6)得到的多晶料放在單晶爐內進行生長，生長至所需要的尺寸后，將晶體提離液面，采用分階段降溫方法降至室溫后將晶體取出。

6.一種可調諧的摻鐿自倍頻綠光激光器，其特征在于，包括從左至右依次沿光路安放的半導體激光泵浦源、諧振腔入射鏡、自倍頻激光晶體及諧振腔輸出鏡，所述自倍頻激光晶體為權利要求1所述摻鐿晶體，所述自倍頻激光晶體在通光方向的長度為0.1-30mm，所述自倍頻激光晶體的切割方向為所發射530nm激光的倍頻相位匹配方向。