[發(fā)明專利]一種稀土離子Ln3+摻雜鋁酸釓鍶激光晶體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710035570.8
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106835280B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 苑菲菲;林州斌;孫士家;張莉珍;黃溢聲
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B15/00;H01S3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種稀土離子Ln³⁺摻雜鋁酸釓鍶激光晶體Ln³⁺:Gd₂SrAl₂O₇，Ln³⁺＝Nd³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺、Dy³⁺、Er³⁺和Ho³⁺，其摻雜濃度0.1at％～50at％。該單晶體屬于四方晶系，空間群為I4/mmm，晶胞參數為α＝β＝γ＝90^o，Z＝2。在該單晶體中，三價稀土離子取代晶格中三價釓離子的格位。該化合物為同成分熔化化合物，熔點1780℃，可用提拉法生長出高光學質量和大尺寸的單晶體，該類晶體可作為激光晶體。

技術領域

本發(fā)明涉及光電子功能材料技術領域，尤其是激光晶體材料領域。

背景技術

近年來，隨著激光技術的迅猛發(fā)展，其在光學、通訊、醫(yī)學、軍事等諸多領域得到廣泛應用，特別是全固態(tài)激光器，因其體積小、價格低、結構簡單等優(yōu)點倍受人們的關注。全固態(tài)激光器一般是由激光二極管泵浦激光晶體產生激光，其核心是激光晶體。激光晶體由基質晶體和激活離子組成，其各種物理和化學性質都是由基質晶體決定，而其光譜特性和熒光壽命等則主要由激活離子決定。

目前，應用最廣泛的激光晶體是摻釹離子的釔鋁石榴石晶體，其具有較好的各種物理和化學性能，且易于生長出高光學質量、大尺寸的優(yōu)質晶體。但它存在著吸收譜線窄，不適宜用激光二極管泵浦的缺點，而激光二極管泵浦是激光泵浦源的發(fā)展方向。

目前國內外都在積極尋找各種物理、化學和機械性能優(yōu)異，且易于生長出高光學質量、大尺寸并適合于激光二極管泵浦的優(yōu)質激光晶體材料。摻Ln³⁺稀土離子鋁酸釓鍶激光晶體，Ln³⁺＝Nd³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺、Dy³⁺、Er³⁺和Ho³⁺等三價稀土激活離子，其發(fā)明的目的就在于研制一種能夠直接使用激光二極管泵浦，具有高轉換效率的激光晶體材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于研制一種摻Ln³⁺稀土離子鋁酸釓鍶激光晶體， Ln³⁺＝Nd³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺、Dy³⁺、Er³⁺和Ho³⁺等三價稀土激活離子，能夠直接使用激光二極管泵浦，具有較高轉換效率。Gd₂SrAl₂O₇，屬于四方晶系，空間群 I4/mmm，晶胞參數為α＝β＝γ＝90°，Z＝2。鋁酸釓鍶是一種具有良好物化性能的化合物，其摻稀土發(fā)光離子的粉末樣品是一類較好的熒光發(fā)光材料。但迄今為止未見其單晶體生長及應用方面的報道，更無其摻雜稀土離子單晶體作為激光晶體材料的報道。我們的研究表明摻稀土離子鋁酸釓鍶具有容易得到大尺寸、光學質量優(yōu)良單晶體，物化性能優(yōu)良，容易摻入稀土激活離子，具有良好的光譜性能，適合激光二級管泵浦等眾多優(yōu)點，是一種潛在的優(yōu)秀激光晶體材料。摻Ln³⁺稀土離子鋁酸釓鍶化合物是一種同成分熔化化合物，可用提拉法來生長其單晶體。

本發(fā)明的技術方案如下：

具體的化學反應式：

xLn₂O₃+(1-x)Gd₂O₃+SrCO₃+Al₂O₃＝Ln_2xGd_2-2xSrAl₂O₇+CO₂↑

x為摩爾分數，x＝0.001-0.5