[發明專利]銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石晶體、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811093786.0
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109161967B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 潘忠奔;苑華磊;戴曉軍;張衍;居佳;袁浩;蔡華強
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C30B28/02;C30B15/00;C30B33/02
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 吳瑞芳

本發明公開了一種銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石晶體、制備方法及其應用，銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石具有化學式Ca_2.4La_0.6Li_1.22Nb_1.82Ga_2.36O₁₂·xTm_yHo_(3?y)Ga₅O₁₂，其中x＝0.03～0.1，y＝2.5～3.0，Tm³⁺的摻雜濃度為3～10at.％，Ho³⁺的摻雜濃度為0～1.67at.％，本發明還公開了該晶體的制備方法及其應用，該晶體使用固相合成法制備多晶料，再使用提拉法生長出Tm,Ho:LCLNGG晶體。該晶體可以產生2微米超短脈沖激光，其晶體結構無序，光譜得到了非均勻加寬，通過鎖模技術更有利于產生超短的脈沖激光。

技術領域

本發明涉及激光晶體材料技術領域，具體涉及一種銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石晶體、制備方法及其應用。

背景技術

在全固態激光器中，受到泵浦源、實驗裝置等一些條件的限制，連續激光已經不能滿足人們對于激光器的需求。調Q和鎖模技術的發展使得脈沖激光得到了飛速發展，通過調Q技術，可以實現短至納秒(10^-9-10^-12)量級的脈沖，而鎖模技術可以實現皮秒至飛秒量級(10^-12-10^-15)的超短脈沖輸出。

超快脈沖(脈寬為10^-12-10^-15s)具有極短持續時間，極高峰值功率、極寬光譜等特點，在工業、軍事、環境、能源、通訊等眾多領域得到了廣泛應用。目前已成為激光研究50年發展歷程中最活躍的方向之一。激光材料的發射譜(熒光譜)的寬度決定了該材料可實現的激光脈沖的長短，要獲得短脈沖的激光輸出，基質材料需具有平滑的、寬的熒光光譜。傳統的基質材料主要有晶體、陶瓷及玻璃等，而晶體是研究最為廣泛的一類基質材料。傳統晶體受限于光譜帶寬的限制，很難獲得飛秒量級的脈沖激光輸出。有這樣一類晶體，與傳統有序晶體相比，其在結構上存在一定的無序，我們稱之為無序晶體。所謂無序晶體，一般是指具有不同化合價的陽離子隨機分布在相同的晶格點上，形成多種激活離子中心，導致晶格場的無序分布，進而使得熒光光譜的寬度得到了非均勻加寬。此外，與已經商業化的激光玻璃相比，無序激光晶體兼具傳統晶體大的熱導率的特性，可應用于高功率激光器中。因此積極探尋綜合性能優異，且易于生長出高質量、大尺寸的無序激光晶體料是目前發展超快激光技術的一個重要方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石晶體、其制備方法以及其應用，該晶體可以產生2微米超短脈沖激光，其晶體結構無序，光譜得到了非均勻加寬，通過鎖模技術更有利于產生超短的脈沖激光。

為了達到上述的技術效果，本發明采取以下技術方案：

一種銩、鈥雙摻雜的鑭鈣鋰鈮石榴石晶體，所述的晶體的分子式為

Ca_2.4La_0.6Li_1.22Nb_1.82Ga_2.36O₁₂·xTm_yHo(_3-y)Ga₅O₁₂，其中x＝0.03～0.1，y＝2.5～3.0，Tm³⁺的摻雜濃度為3～10at.％，Ho³⁺的摻雜濃度為0～1.67at.％。at.％的含義為原子數百分比含量。經多次試驗Tm³⁺的摻雜濃度一般在0at.％～5at.％，Ho³⁺的摻雜濃度一般在0.5.at％～1.at％，且摻雜濃度Tm³⁺/Ho³⁺比值保持在5～10之間，晶體易于在2μm波段實現激光輸出。