[發明專利]一種2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201810832133.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109023523B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張沛雄;汪瑞;陳振強;朱思祁;尹浩;李真
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C30B29/12
• 分類號: C30B29/12;C30B11/00;H01S3/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.一種2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體，其特征在于，所述的激光晶體的化學式為Yb_xEr_yDy_z:Pb_1-x-y-zF₂，其中x＝0.1～15mol.％，為Yb離子占基質中Pb離子的摩爾百分數，y＝0.1～30mol.％，為Er離子占基質中Pb離子的摩爾百分數，z＝0.1～10mol.％，為Dy離子占基質中Pb離子的摩爾百分數；

所述的激光晶體包括Er³⁺離子、Dy³⁺離子和Yb³⁺離子，

其中，所述的Er³⁺離子作為激活離子；

所述的Dy³⁺離子具有雙重作用，(1)Dy³⁺離子作為Er³⁺離子的能級耦合離子，降低Er³⁺離子⁴I_13/2的能級壽命，(2)Dy³⁺離子⁶H_13/2→⁶H_15/2能級躍遷產生2.9微米波段的熒光近紅外發光，利于激光晶體中紅外發光的光譜展寬，實現2.7-3微米寬帶熒光輸出；

所述的Yb³⁺離子用于提升Er³⁺離子和Dy³⁺離子在970nm處吸收效率。

2.根據權利要求1所述的一種2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體，其特征在于，所述的激光晶體作為激光增益材料用于實現2.7-3微米波段全固態寬帶調諧激光輸出。

3.一種根據權利要求1所述的2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括下列步驟：

S1、選用純度大于99.999％的PbF₂、YbF₃、ErF₃和DyF₃經過氟化處理后作為原料，在100-300℃混合2-20小時后裝入坩堝，使其充分反應變為前驅體；

S2、采用Bridgeman方法進行晶體生長，所用設備為坩堝下降爐，主體部分分為三個區間，分別為上溫區、生長區、下溫區，上溫區溫度梯度為10-30℃/cm，生長區溫度梯度為20-80℃/cm，下溫區溫度梯度為30-100℃/cm；

S3、晶體生長前，原料在860-1180℃高溫區的坩堝中均勻化料2-10小時，促進原料的充分熔化，保溫2-12小時使原料充分熔融；晶體生長期，以0.5-3mm/h的速率使坩堝下降進入晶體生長區進行晶體生長；晶體生長結束后，在降溫過程中，為防止晶體開裂，以20～80℃/h的降溫速率緩慢降至室溫。

4.根據權利要求3所述的一種2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體的制備方法，其特征在于，激光晶體的生長過程是在密閉狀態下進行的。

5.根據權利要求3所述的一種2.7-3微米波段中紅外鐿鉺鏑三摻氟化鉛激光晶體的制備方法，其特征在于，發熱體采用的是硅化鉬棒。