CN101498044B - 掺钕硼钼酸镧激光晶体及其制备方法 - Google Patents

掺钕硼钼酸镧激光晶体及其制备方法 Download PDF

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掺钕硼钼酸镧激光晶体及其制备方法，属于人工晶体领域。该激光晶体属于单斜晶系，分子式为Nd3+:LaBMoO6，Nd3+掺杂浓度在0.5at.-15at.％之间。该激光晶体采用提拉法生长，生长温度1090℃，晶体转速10～30转/分钟，拉速0.5～1毫米/小时。该晶体是一种新型的激光晶体，可产生1060nm和900nm左右波长的激光输出。本发明制备工艺简单、生长速度快、成本低廉；所生长晶体具有硬度大、组分均匀、尺寸大和光学质量好的优点。

Description

掺钕硼钼酸镧激光晶体及其制备方法
技术领域
本发明属于人工晶体领域。
背景技术
激光晶体是固体激光器的工作物质，它是指以晶体为基质，通过分立的发光中心吸收泵浦光能量并将其转化为激光输出的发光材料。固体激光工作物质由基质材料和激活离子组成，其各种物理和化学性质主要由基质材料决定，而其光谱特性和荧光寿命等则由激活离子的能级结构决定。自1960年，研制成功人造红宝石脉冲激光器以来，迄今为止，已发现了数百种激光晶体，但因各种原因，能真正得到实际应用的激光晶体只有十来种。
目前，应用最广泛的激光晶体是掺钕离子的钇铝石榴石(YAG)晶体，其具有较好的各种物理和化学性能，且易于生长出高光学质量、大尺寸的优质晶体。但它存在着吸收谱线窄，不适宜于用LD来进行泵浦的缺点，而LD泵浦将是今后激光泵浦源的发展方向。
目前国内外都在积极寻找各种物理、化学性能和机械性能优异，且易于生长出高光学质量、大尺寸并适合于LD泵浦的优质激光晶体材料。钕离子由于具有较好的光谱性能，广泛地被用作激活离子。钼酸盐和硼酸盐由于具有良好的各种物理化学性质而成为优异的基质材料。
发明内容
本发明的目的就在于研制一种新的激光晶体，能够直接使用闪光灯和LD泵浦的，具有较高转换效率能发射1060nm和900nm波段激光的晶体材料。本发明制备出的激光晶体的化学组成为Nd3+:LaBMoO6，Nd3+掺杂浓度在0.5at.-15at.％之间。
本发明包括如下技术方案：
1.掺钕硼钼酸镧激光晶体，该晶体的化学组成为Nd3+:LaBMoO6，Nd3+的浓度范围在0.5at.-15at.％，属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为a＝10.2982
Figure 2008100705702_4
，b＝4.1629，c＝23.906
Figure 2008100705702_6
，β＝115.697°，V＝923.5
Figure 2008100705702_7
3，Dc＝4.915g/cm3。
2.一种项1的激光晶体的制备方法，该制备方法为提拉法，包括如下步骤：第一步，将La2O3、H3BO3、MoO3和Nd2O3原料按所需配比称重，混合，研磨，850-950℃烧结即获得掺钕硼钼酸镧多晶原料；第二步，在铂金坩锅中，富氧气氛下提拉生长出晶体，晶体生长的参数为生长温度1090℃，提升速度为0.5～1.0毫米/小时，晶体转速为10～30转/分钟，即获得掺钕硼钼酸镧晶体。
3.一种项1的激光晶体的用途，该晶体用于固体激光器中作为激光工作物质，产生1060nm和900nm波长的激光输出。
本发明的激光晶体制备工艺简单、生长速度快、成本低廉；所生长晶体具有硬度大、组分均匀、尺寸大和光学质量好的优点。
具体实施方式
实施例1：以提拉法生长掺杂1.61at.％Nd3+离子的Nd3+:LaBMoO6激光晶体。
第一步，将初始原料La2O3、H3BO3、MoO3和Nd2O3按所需配比称重，混合，研磨，在850-950℃烧结。取出后，再研磨，混合，850-950℃烧结一次，即获得掺钕硼钼酸镧多晶原料；第二步，在铂金坩锅中，富氧气氛(如空气)下采用提拉法生长，晶体生长的参数为生长温度1090℃，提升速度为0.5～1.0毫米/小时，晶体转速为10～30转/分钟，即获得本发明研制的掺钕硼钼酸镧晶体。通过对该晶体吸收光谱、荧光光谱及荧光寿命等的分析测试，得到该晶体的主吸收峰在802nm，半峰宽(FWHM)为8.37nm，吸收截面为2.37×10-20cm2，1060nm处发射峰的半峰宽为19.97nm，发射跃迁截面3.17×10-20cm2，荧光寿命为104.9μs。

Claims (3)

1.掺钕硼钼酸镧激光晶体，其特征在于：该晶体的分子式为Nd3+:LaBMoO6，Nd3+掺杂浓度在0.5at.-15at.％之间，属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为
Figure FSB00000788182200011
β＝115.697°，
Figure FSB00000788182200014
Dc＝4.915g/cm3。
2.一种权利要求1的掺钕硼钼酸镧激光晶体的制备方法，该制备方法为提拉法，包括如下步骤：第一步，将La2O3、H3BO3、MoO3和Nd2O3原料按所需配比称重，混合，研磨，850-950℃烧结即获得掺钕硼钼酸镧多晶原料；第二步，在铂金坩锅中，富氧气氛下提拉生长出晶体，晶体生长的参数为生长温度1090℃，提升速度为0.5～1.0毫米/小时，晶体转速为10～30转/分钟。
3.一种权利要求1的掺钕硼钼酸镧激光晶体的用途，其特征在于：该晶体用于固体激光器中作为激光工作物质，产生1060nm和900nm波长的激光输出。
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