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掺杂过渡金属离子的复合氧化物晶体作为固态可调谐激光器的工作介质一直都是激光领域的研究热点之一。这些晶体的调谐范围可以覆盖整个近红外区域。其中,Cr4+离子掺杂晶体的调谐范围为1-1.6μm,在此范围内发射的激光波段在激光医学、激光成像和光通信领域都具有极大的应用价值。本论文采用高温固相法和溶胶-凝胶法分别合成了Cr4+:Li2CaGeO4多晶料,并对两种制备方法合成出的多晶料进行了一系列的性能表征,制备多晶料的目的是为了避免在晶体生长过程中发生GeO2的挥发、减少成分偏析及产生其它的杂质晶体。以LiCl和Li2MoO4作为助熔剂通过降温结晶法和顶部籽晶提拉法在国内首次成功生长了Cr4+:Li2CaGeO4晶体,并对晶体的结构和物理性质、光谱和能谱进行了一系列的性能分析。采用降温结晶法和顶部籽晶提拉法生长了不同Cr4+离子掺杂浓度的Li2CaGeO4晶体,并对晶体进行了加工,研究结果表明:Cr4+:Li2CaGeO4晶体的结构稳定,随着Cr4+离子掺杂浓度的增加,Cr4+:Li2CaGeO4晶体的晶格常数随之增加,而密度和硬度都随之降低。Cr4+:Li2CaGeO4晶体在600 nm到750nm范围内的吸收峰对应Cr4+离子的3A2→3T1能级跃迁,而750-900 nm的吸收峰对应着Cr4+离子的3A2→3T2能级跃迁;Cr4+:Li2CaGeO4晶体在824 nm或980 nm的波长激发下,在1000-1500 nm的范围具有一个宽带发射,最高值位于1240 nm或1200 nm处,这主要是由于Cr4+离子的3T2→3A2跃迁所引起的;Cr4+离子的最佳摩尔掺杂浓度为5 mol%,Cr4+:Li2CaGeO4晶体的荧光寿命为μs级。通过XPS能谱分析表明,在Cr4+:Li2CaGeO4晶体中Cr离子主要是以Cr4+的形式存在,并且在晶体中并没有发现Cr3+的存在。