BaWO4晶体作为一种新型拉曼晶体,是潜在优良的激光基质。因此对其进行稀土离子掺杂的研究,具有重要意义。 本文围绕Tm:BaWO4晶体的生长工艺、缺陷类型及光学性质展开研究。通过X-射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)等分析手段和分光光度计、荧光光谱仪等测试手段,系统研究了Tm:BaWO4晶体的生长规律、晶体缺陷、光学特性等,取得以下主要结果： 采用中频感应加热提拉法生长Tm:BaWO4晶体,对晶体提拉法生长的装置,过程以及影响晶体生长的因素进行了详细的分析,确定了合适的生长工艺参数。成功生长了不同掺杂浓度的Tm:BaWO4晶体,晶体具有较好的结构完整性和光学质量。通过X射线粉末衍射实验确定了晶体的晶胞参数,确认主相为白钨矿BaWO4相。确定了Tm:BaWO4晶体的腐蚀条件,对晶面的位错腐蚀坑进行了观察,发现蚀坑形貌符合晶体的结构对称性。 对Tm:BaWO4晶体的吸收光谱进行了测试,获得了晶体的轴谱图、σ谱图和π谱图。在轴谱图中,该晶体最强的吸收峰位于794.8nm,吸收系数为0.194cm-1,吸收截面为1.94×10-20cm2,适合于LD泵浦,有望获得较高的激光输出效率。选甩268nm和362nm光源激发Tm:BaWO4晶体得到荧光谱图。 分别根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3+离子在Tm:BaWO4晶体中的唯象强度参数Ω2=9.697×10-20cm2,Ω4=1.222×10-20cm2,Ω6=0.321×10-20cm2和Tm3+离子在Tm:ZnWO4晶体中的唯象强度参数Ω2=5.368×10-20cm2,Ω4=0.337×10-20cm2,Ω6=1.655×10-20cm2,并进一步计算出了部分能级的自发辐射跃迁几率,荧光寿命,荧光分支比及积分发射截面积等光谱参数。 研究了Tm3+离子在BaWO4晶体和ZnWO4晶体中的上转换发光。采用794nm钛宝石连续激光器激发Tm:BaWO4晶体得到上转换荧光谱图,荧光峰的峰位主要在405nm、689nm、704nm,其中689nm荧光峰最强,689nm荧光强度随激发光能量成双对数关系,指数α=1.1527,发光机制为双光子共振能量传输。采用1064nmNd:YAG激光器作为抽运源,利用强激光激发Tm:ZnWO4晶体得到上转换荧光谱图,上转换荧光峰有4个：484nm、638nm、653nm和675nm,其中484nm的荧光强度最大,观察到1G4→3H6明亮的蓝色484nm上转换荧光,荧光强度随激发光能量成双对数关系,指数α=2.2929,发光机制为三光子共振能量传输。