[發(fā)明專利]一種Tm3+

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010638544.6
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111763987B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張沛雄;王宇皓;廖家裕;李真;尹浩;朱思祁;陳振強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: C30B29/32
• 分類號: C30B29/32;C30B15/00;C30B9/06;H01S3/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 詹麗紅

本發(fā)明公開了一種Tm³⁺自激活激光晶體及其制備方法，涉及紅外激光增益材料領(lǐng)域，該激光晶體的化學(xué)通式為ATm(MoO₄)₂，其中A選自Li、Na和K元素中的至少一種。該晶體中，Tm³⁺離子有雙重作用，一方面，作為激活發(fā)光離子，另一方面，作為晶體基質(zhì)的一部分，從而大大提高其濃度，利于Tm³⁺離子的2微米熒光發(fā)射，降低激光閾值和提高激光效率。該晶體可采用提拉法或者熔鹽法進(jìn)行生長。采用此類晶體作為增益介質(zhì)，利用中心發(fā)射波長在760～820nm的半導(dǎo)體激光器泵浦，可以實(shí)現(xiàn)2微米附近的高效紅外激光輸出，在醫(yī)療、科研及軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光晶體增益材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Tm³⁺自激活激光晶體及其制備方法。

背景技術(shù)

2微米附近波段激光在通訊、大氣污染監(jiān)控、傳感、醫(yī)療、工程控制、遙感、激光雷達(dá)等民用和軍用領(lǐng)域具有等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在眾多發(fā)光離子中，銩離子(Tm³⁺)是實(shí)現(xiàn)2微米附近波段激光輸出的有效離子之一。Tm³⁺離子能級豐富，基態(tài)³H₆能級上的Tm³⁺離子吸收800nm左右波長的泵浦光后躍遷到³H₄能級，處于³H₄能級的Tm³⁺離子與鄰近處于基態(tài)的Tm³⁺離子發(fā)生相互作用，這一過程稱為交叉弛豫過程，表示為： Tm³⁺(³H₄)+Tm³⁺(³H₆)→2Tm³⁺(³F₄)，然后Tm³⁺離子從³F₄能級躍遷到基態(tài)時，就發(fā)出2微米波段的熒光?？梢?，該交叉弛豫利于Tm³⁺離子的2微米熒光發(fā)射。

化學(xué)計(jì)量比激光晶體又稱為自激活激光晶體，這些自激活激光晶體中發(fā)光離子是晶體基質(zhì)的組成部分，一方面具有高的摻雜濃度，另一方面沒有嚴(yán)重的熒光濃度猝滅現(xiàn)象，因此，自激活激光晶體是一類有前景的微片激光的晶體增益材料。但是，由于在生長工藝上獲得高品質(zhì)的自激活激光晶體比較困難，限制了此類激光晶體的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。

Tm³⁺自激活激光晶體ATm(MoO₄)₂，其中A選自Li、Na和K元素中的至少一種，可采用提拉法或是熔鹽法生長高品質(zhì)單晶。由于Tm³⁺離子既作為發(fā)光離子同時也作為基質(zhì)材料的一部分，一方面能夠有效地增加泵浦吸收效率，另一方面，能夠大大地提高Tm³⁺離子的摻雜濃度，利于2微米熒光發(fā)射效率的提高。

因此研究面向2微米全固體激光器的Tm³⁺自激活激光晶體 ATm(MoO₄)₂，其中A選自Li、Na和K元素中的至少一種，對發(fā)展2微米的激光輸出具有重要意義。目前，國內(nèi)外未見有Tm³⁺自激活激光晶體 ATm(MoO₄)₂，其中A選自Li、Na和K元素中的至少一種，作為2微米紅外激光晶體的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Tm³⁺自激活激光晶體及其制備方法，該晶體可以實(shí)現(xiàn)2微米波段的高效激光輸出，在通訊、醫(yī)療、科研及軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

本發(fā)明一方面提供一種Tm³⁺自激活激光晶體，所述激光晶體的化學(xué)式為ATm(MoO₄)₂，其中A選自Li、Na和K元素中的至少一種。