[發明專利]一種鐿鈥鏑三摻氟化鉛中紅外激光晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201811264833.3
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109252219B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張沛雄;王宇皓;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

1.一種鐿鈥鏑三摻氟化鉛中紅外激光晶體，其特征在于，所述的激光晶體的摻雜離子為鐿、鈥、鏑三種共摻離子，其中，所述的鈥作為激活離子，所述的鐿作為敏化離子，所述的鏑既作為所述的鈥的退激活離子，又同時作為一個新的激活離子，實現2.7～3.1微米的激光輸出；

所述的激光晶體的化學式為Yb_xHo_yDy_z：Pb_1-x-y-zF₂，其中x＝0.1～30mol％，為鐿離子占基質中Pb離子的摩爾百分數；y＝0.1～50mol％，為鈥離子占基質中Pb離子的摩爾百分數；z＝0.1～30mol％，為鏑離子占基質中Pb離子的摩爾百分數；

所述的鐿鈥鏑三摻氟化鉛中紅外激光晶體的制備方法由下列步驟組成：

S1、選用純度大于99.999％的PbF₂、YbF₃、HoF₃和DyF₃為原料，根據選定的不同濃度稱取分子式為Yb_xHo_yDy_z：Pb_(1-x-y-z)F₂的原料，將原料充分混合；

S2、將混合原料放入坩堝內，采用布里奇曼方法進行晶體生長，將坩堝置于下降爐中溫度為1060～1180℃的高溫區熔料4～10小時，生長氣氛為N₂氣體，所述的坩堝以1.2~1.8mm/h速率下降進行生長，保持生長區溫度梯度為20～80℃/cm；

S3、生長結束后，保持20～40℃/h速率緩慢冷卻到室溫，然后取出激光晶體；

所述的下降爐，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10-40℃/cm，生長區溫度梯度為10-100℃/cm，下溫區溫度梯度為20-120℃/cm。

2.根據權利要求1所述的一種鐿鈥鏑三摻氟化鉛中紅外激光晶體，用于實現2.7～3.1微米中紅外寬帶可調諧全固態激光輸出。

3.一種如權利要求1所述的鐿鈥鏑三摻氟化鉛中紅外激光晶體的制備方法，其特征在于，所述的制備方法由下列步驟組成：

S1、選用純度大于99.999％的PbF₂、YbF₃、HoF₃和DyF₃為原料，根據選定的不同濃度稱取分子式為Yb_xHo_yDy_z：Pb_(1-x-y-z)F₂的原料，將原料充分混合；

S2、將混合原料放入坩堝內，采用布里奇曼方法進行晶體生長，將坩堝置于下降爐中溫度為1060～1180℃的高溫區熔料4～10小時，生長氣氛為N₂氣體，所述的坩堝以1.2~1.8mm/h速率下降進行生長，保持生長區溫度梯度為20～80℃/cm；

S3、生長結束后，保持20～40℃/h速率緩慢冷卻到室溫，然后取出激光晶體；

所述的下降爐，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10-40℃/cm，生長區溫度梯度為10-100℃/cm，下溫區溫度梯度為20-120℃/cm。