论文部分内容阅读
随着科技的发展，设备小型化、功能复合化成了全固态激光器的一个重要发展方向，探索适合应用于这一发展需求的激光晶体也显得十分重要和迫切。硼酸盐系列晶体由于其优秀的倍频效应得到了广泛深入的研究，钨酸盐系列晶体因适合于LD泵浦，作为一类潜在的激光晶体也获得了人们的重视。但是，对这两类晶体的复合体，即钨硼酸盐晶体的研究却很少有报道。本论文研究了LaBWO6晶体的相关相图、生长工艺、非线性光学性能、机械性能及Nd3+掺杂的LaBWO6晶体的光谱性能。 DSC差热分析结果表明LaBWO6为同成分熔化化合物，其熔点为1070℃，因而既可以采用提拉法又可以采用熔盐法进行晶体生长。使用单晶衍射仪，重新确定了该晶体的空间群为P222，晶胞参数为:a=4.10(A)，b=10.31(A)，c=21.71(A)，α=β=γ=90°。 LaBWO6晶体的提拉生长实验结果表明，在生长温度下，熔体会挥发严重，挥发物会沉积在观察口玻璃上，造成观察困难，因而难以生长出完整的晶体。XRD分析表明，提拉出的多晶为LaBWO6晶体，挥发物为B2O3，铂金坩埚中剩下的料除LaBWO6之外，还有La2(WO4)3成分。说明熔体中B2O3的挥发会导致原料组分严重偏离。 因此需采用助熔剂法来生长LaBWO6晶体。在探索助熔剂的过程中，我们首先研究了LaBWO6在LaBWO6-Li2WO4/LiF(3∶2)-B2O3体系中的赝三元相图中结晶区域，研究了LaBWO6在该体系中的最佳生长区域，并对该区域的粘度作了详细的分析，确定了LaBWO6晶体生长的最佳原料配比。使用顶部籽晶法进行了LaBWO6晶体生长实验，生长过程中发现实验时间超过15～20天之后，籽晶容易被腐蚀断裂，晶体生长须选用较粗、较长的籽晶。 研究了助熔剂生长出的LaBWO6晶体的粉末倍频效应，其二阶倍频系数为同粒径KDP的0.25倍。测量了该晶体的紫外可见光透过谱，确定该晶体的紫外吸收边为293nm。测定了助熔剂生长出的LaBWO6晶体的硬度，其维氏硬度为420.5Hv。 采用助熔剂提拉法从LaBWO6-Li2WO4/LiF(3∶2)-B2O3三元体系中生长出了掺Nd3+离子的LaBWO6晶体;采用ICP法测定了Nd3+离子的掺杂浓度;测量了Nd3+∶LaBWO6晶体的吸收光谱，荧光光谱和荧光寿命。 Nd3+∶LaBWO6晶体的光谱性能研究结果表明:Nd3+∶LaBWO6晶体在801nm处的吸收截面为5.49×10-20cm2，其吸收峰半峰宽为10nm。在1057nm处的发射跃迁截面为7.55×10-20cm2，荧光寿命为121μs，荧光量子效率为61.7％，是一种可供选用的激光晶体材料。