论文部分内容阅读
本文研究了掺Nd3+和Yb3+离子的β-LaBMoO6、CsLa(WO4)2、Na2La4(MoO4)7和Na2Gd4(MoO4)7以及Re3+∶Li2Gd4(MoO4)7(Re=Dy,Ho，Er,Tm)系列晶体的生长、结构、表征与光谱性能。主要研究内容如下：
⑴阐述了激光晶体的发展历史以及研究现状，介绍了激光晶体中稀土离子的光谱理论基础和研究中所涉及到的实验原理方法。
⑵采用提拉法生长出了Nd3+∶Na2La4(MoO4)7、Yb3+∶Na2La4(MoO4)7、Nd3+∶Na2Gd4(MoO4)7、Yb3+∶Na2Gd4(MoO4)7、Nd3+∶β-LaBMoO6和Re3+∶Li2Gd4(MoO4)7(Re=Dy,Ho，Er,Tm)系列晶体；采用熔盐提拉法生长出了Nd3+∶CsLa(WO4)2晶体。晶体结构测定结果表明，β-LaBMoO6属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为a=10.298(1)，b=4.1629(8)，c=23.906(5)(A)，β=115.70(1)°。X-射线粉末衍射表明CsLa(WO4)2、Na2La4(MoO4)7、Na2Gd4(MoO4)7和Li2Gd4(MoO4)7晶体均属于四方晶系。用ICP方法测定了各晶体中掺杂稀土离子的浓度，并计算了其分凝系数；采用401MVATM显微维氏硬度计测量了晶体的维氏硬度；测定了晶体的差热、比热、热膨胀系数和热导率等热学性能。
⑶研究了Nd3+∶β-LaBMoO6晶体的非偏振吸收谱、非偏振荧光谱和荧光寿命，研究了上述其它晶体的偏振吸收谱、偏振荧光谱和荧光寿命，并运用J-O理论、倒易法和F-L公式进行了光谱参数的计算。
⑷Nd3+∶β-LaBMoO6、Nd3+∶CsLa(WO4)2、Nd3+∶Na2La4(MoO4)7和Nd3+∶Na2Gd4(MoO4)7晶体吸收光谱表明在808 nm处有较大的吸收峰半峰宽和大的吸收跃迁截面，这有利于这些激光晶体对泵浦光的吸收，同时也放松了对泵浦LD温度控制的要求。Yb3+∶Na2La4(MoO4)7和Yb3+∶Na2Gd4(MoO4)7晶体的偏振吸收光谱在976 nm有强的吸收峰，吸收跃迁截面较大，半峰宽为37-60 nm，如此宽的吸收带利于激光晶体对泵浦光的吸收。在这些晶体中由于Yb3+吸收峰与发射峰存在着较大的重叠，所产生的荧光捕获效应使辐射寿命短于荧光寿命。这两个晶体都具有较大的发射跃迁截面和宽的发射峰半峰宽，其饱和泵浦功率密度较小，非常适合做飞秒脉冲和可调谐激光晶体。Er3+∶Li2Gd4(MoO4)7晶体具有较大的发射截面及较长的荧光寿命。500-580 nm区域中两个发射峰为该晶体室温上转换荧光发射，其上转换荧光是由激发态吸收所导致的。根据Re3+∶Li2Gd4(MoO4)7(Re=Dy,Ho，Er，Tm)系列晶体的光谱特性，我们预测了其激光性能，探讨了其应用前景。