一類鉺離子激活3微米波段鎵酸鹽激光晶體及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一類鉺離子激活3微米波段鎵酸鹽激光晶體及其制備方法。該類激光晶體化學(xué)式為Erx:AR(1-x)Ga3O7，其中A為Ca、Sr、Ba中的至少一種，R為Y、La、Gd、Lu中的至少一種，x的值根據(jù)激光運(yùn)轉(zhuǎn)需要在0到1之間變化。該類晶體可被半導(dǎo)體激光泵浦，輸出3微米波段激光。該類晶體可用提拉法生長(zhǎng)，流程簡(jiǎn)單，易于操作。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
3微米波段激光在醫(yī)學(xué)、軍事、特殊氣體檢測(cè)、以及非線性光學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用鉺離子4111/2到4113/2躍遷實(shí)現(xiàn)激光輸出是直接獲得高光束質(zhì)量和高性能3微米波段激光的理想途徑之一。但現(xiàn)有的該波段激光材料還存在不少缺點(diǎn)，3微米波段激光的輸出性能仍未能滿足許多實(shí)際應(yīng)用的需求。例如，目前已經(jīng)商品化的Er:YAG晶體，是一種較為優(yōu)秀的3微米波段激光基質(zhì)晶體，但也存在激光上能級(jí)熒光壽命過(guò)短導(dǎo)致儲(chǔ)能特性差、吸收譜帶及熒光發(fā)射譜帶較窄等一些不利于半導(dǎo)體激光泵浦及調(diào)Q、鎖模脈沖激光輸出 的缺點(diǎn)。本專利技術(shù)涉及一類鉺離子激活3微米波段鎵酸鹽激光晶體。該類晶體可被半導(dǎo)體激光泵浦，且激光上能級(jí)熒光壽命長(zhǎng)，3微米波段熒光發(fā)射譜帶寬，可滿足輸出調(diào)Q、鎖模激光的要求，用其作為增益介質(zhì)的激光器可用于醫(yī)學(xué)、軍事、特殊氣體檢測(cè)、以及非線性光學(xué)等領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是 一類鉺離子激活3微米波段激光晶體，該類晶體的化學(xué)通式為Erx:AR(1_x)Ga307，其中Er為激活離子，A為Ca、Sr、Ba中的至少一種，R為Y、La、Gd、Lu中的至少一種，X的值根據(jù)激光運(yùn)轉(zhuǎn)需要在O到I之間變化。該類晶體屬于四方晶系，空間群為。所述的激光晶體的制備方法，即采用提拉法生長(zhǎng)所述激光晶體。所述的激光晶體可用作固體激光器的工作物質(zhì)，可被半導(dǎo)體激光泵浦，輸出3微米波段激光。所述的固體激光器，采用半導(dǎo)體激光作為該固體激光器的泵浦源。所述的激光晶體的制備方法的步驟如下，該方案具有制備流程簡(jiǎn)單，易于操作，制備過(guò)程無(wú)污染、無(wú)毒害等特點(diǎn) (1)、以Ca、Sr、Ba、Er、Y、La、Gd、Lu、Ga的氧化物和相應(yīng)鹽類為原料，并按上述材料的化學(xué)式稱取符合Erx :AR(1_X)Ga3O7計(jì)量比的原料； (2)、將(I)中稱取的原料混合物置于瑪瑙研缽中充分研磨混合均勻，并用油壓機(jī)和成型模具，將混合料壓制成圓柱形薄片。(3)、將(2)中制得的薄片裝入不與晶體組分起化學(xué)反應(yīng)的金屬、合金或氧化物等耐高溫材料制造的坩鍋中，置于高溫?zé)Y(jié)爐燒結(jié)48 72小時(shí)，獲得單晶生長(zhǎng)所需的多晶料餅。燒結(jié)溫度隨晶體組成化學(xué)式的不同在900 1200°C之間變化。(4)、將(3)中制得的多晶料餅裝入銥金坩鍋，置于單晶提拉爐中，進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，獲得滿足激光工作需要的高光學(xué)質(zhì)量單晶。該類單晶生長(zhǎng)條件 ①生長(zhǎng)氣氛氮?dú)鈿夥眨? @熔化溫度熔化溫度為晶體熔點(diǎn)，隨晶體化學(xué)組成不同，晶體熔點(diǎn)在1400 2000°C之間變化； CD晶體提拉速度0. 5 I. 2mm/h ； ④晶體轉(zhuǎn)速15 30rpm ； 退火退火降溫速率為10 20°C/h。具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :稱取 21. 52g 的 Er2O3^55. 36g 的 SrCO3>47. 58g 的 Gd2O3 和 106. 49g 的 Ga2O3,將這四種原料一起置于瑪瑙研缽中研磨混合均勻，分3次用Φ50_的成型模具及油壓機(jī)將混合料壓成圓餅，置于馬弗爐中在1050°C燒結(jié)48小時(shí)。然后將固相反應(yīng)合成的產(chǎn)物裝入Φ60Χ30πιπι3的銥金坩堝，置于晶體提拉生長(zhǎng)爐中，升溫熔化。生長(zhǎng)的條件為熔化溫度1600°C左右，拉速I. Omm/h,轉(zhuǎn)速15rpm,退火降溫速率10°C/h。生長(zhǎng)得到尺寸大于Φ 25 X 40mm3的優(yōu)質(zhì)透明單晶Era3:SrGda7Ga307。該晶體在970nm附近的吸收帶半高寬達(dá)到了近30nm寬,適合半導(dǎo)體激光泵浦，輸出3微米波段激光。實(shí)施例2: 稱取 21. 52g 的 Er2O3, 74g 的 BaCO3，42. 76g 的 La2O3 和 106. 49g 的 Ga2O3,將這四種原料一起置于瑪瑙研缽中研磨混合均勻，分3次用Φ50_的成型模具及油壓機(jī)將混合料壓成圓餅，置于馬弗爐中在1050°C燒結(jié)48小時(shí)。然后將固相反應(yīng)合成的產(chǎn)物裝入Φ60Χ30πιπι3的銥金坩堝，置于晶體提拉生長(zhǎng)爐中，升溫熔化。生長(zhǎng)的條件為熔化溫度1650°C左右，拉速I. 2mm/h,轉(zhuǎn)速15rpm,退火降溫速率20°C/h。生長(zhǎng)得到尺寸大于Φ 20 X 40mm3的優(yōu)質(zhì)透明單晶 Er。. 3 BaLa0 7Ga307。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一類3微米波段激光晶體材料，其特征在于：該類晶體的化學(xué)通式為Erx:AR(1？x)Ga3O7，屬于四方晶系，空間群為？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？，其中Er為激活離子，A為Ca、Sr、Ba中的至少一種，R為Y、La、Gd、Lu中的至少一種，x的值根據(jù)激光運(yùn)轉(zhuǎn)需要在0到1之間變化。483074dest_path_image001.jpg

【技術(shù)特征摘要】
2011.05.05 CN 201110114750.81.一類3微米波段激光晶體材料，其特征在于該類晶體的化學(xué)通式為Erx:AR (I-X)Ga3O7, 屬于四方晶系，空間群為，其中Er為激活離子，A為Ca、Sr、Ba中的至少一種，R為Y、La、Gd、Lu中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔興紅，黃藝東，陳雨金，林炎富，黃建華，羅遵度，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：