NaGd(MoO4)2晶體及其稀土摻雜晶體的生長與性能研究.pdf

1、LD泵浦的全固態(tài)激光器具有高效率、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,開發(fā)能夠高效吸收LD泵浦光的新型寬吸收帶激光晶體成為近十年來的研究熱點。雙金屬鉬酸鹽晶體由于其特殊結(jié)構(gòu),具有高濃度稀土離子摻雜、摻雜離子光譜展寬、高的吸收與發(fā)射截面以及高三階非線性效應(yīng)等特性。此外,雙金屬鉬酸鹽具有物理化學(xué)性能穩(wěn)定、一致熔融、熔點以下無相變的特點。這些特性使得雙金屬鉬酸鹽晶體能夠較好地與 LD泵浦源相結(jié)合,并易于生長,具有較大的潛在商用價值。其中NaGd(MoO4)2屬于

2、典型雙金屬鉬酸鹽中的一種,但目前對該晶體的拉曼特性與2μm光譜性能研究尚未見到報道。本文針對NaGd(MoO4)2晶體的生長技術(shù)、理化性質(zhì)表征、激光拉曼特性及稀土離子摻雜晶體的2μm熒光發(fā)光等光譜特征進行了系統(tǒng)研究與探索。具體工作包括:
　　1.使用高溫固相法進行了摻雜與非摻雜NaGd(MoO4)2多晶料的合成技術(shù)研究,并使用提拉法(丘克拉斯基法)生長了三種單晶體。
　　2.使用粉末XRD確認(rèn)了晶體的結(jié)構(gòu),結(jié)果表明所生長的三

3、種晶體均為白鎢礦結(jié)構(gòu),屬四方晶系,I41/a點群。對晶體進行了熱學(xué)性質(zhì)表征,顯示NaGd(MoO4)2晶體的熔點為1181℃,300K下測得比熱為0.5J/(g K)。說明以NaGd(MoO4)2為基質(zhì)的晶體具有高熔點與較好的化學(xué)穩(wěn)定性。測量了NaGd(MoO4)2的拉曼光譜,對所有的拉曼峰進行了指認(rèn),結(jié)果表明晶體最大拉曼頻移為886cm-1,具有作為拉曼晶體應(yīng)用的潛質(zhì)。
　　3.通過在晶體中引入 Yb3+/Ho3+、Tm3+/H

4、o3+共摻系統(tǒng)來實現(xiàn)在 LD光源激發(fā)下的2μm熒光發(fā)光,使用提拉法生長了 Yb3+/Ho3+: NaGd(MoO4)2、Tm3+/Ho3+:NaGd(MoO4)2單晶體。使用粉末XRD表征了晶體的結(jié)構(gòu),并通過晶格精修計算了兩種晶體的晶格參數(shù),測量了兩種晶體的吸收光譜與熒光光譜,基于J-O理論計算了J-O強度參數(shù)、自發(fā)輻射躍遷幾率、熒光分支比與熒光壽命,并對稀土離子間的能量傳遞機制進行了分析。Yb3+/Ho3+: NaGd(MoO4)2晶