CN108418092A - 一类Dy掺杂Ln2O3-Al2O3二元体系黄光激光晶体 - Google Patents

一类Dy掺杂Ln2O3-Al2O3二元体系黄光激光晶体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一类用于实现黄光激光的Dy掺杂的Ln2O3‑Al2O3(Ln为Y和镧系元素)晶体，其特征在于：晶体的化学式包括一类含有Ln2O3和Al2O3的化合物，例如YAlO3、LaAlO3、Y3Al5O12、Lu4Al2O9、LuAlO3、Lu3Al5O12等；其中Dy3+取代化合物中的Ln3+的位置，Dy3+的掺杂浓度为1‑10at％，所述晶体用于蓝光LD泵浦以实现黄光波段激光输出。该类晶体一般可采用微下拉法或提拉法生长得到；所述晶体在440～460nm附近有宽吸收峰，其中峰值波长为450nm附近，所述晶体在450nm泵浦下在黄光波段产生强烈的荧光发射，发射波长位于570‑590nm附近。

Description

一类Dy掺杂Ln2O3-Al2O3二元体系黄光激光晶体
技术领域
本发明涉及一种新型的黄光激光晶体材料、其制备方法及应用，属于无机晶体材料领域。
背景技术
全固态激光器具有体积小、效率高、寿命长等优点，黄光波段的激光接近人眼最敏感的波长(555nm)，黄色激光(波长范围550-600nm)在生物医学、空间目标探测和识别、原子冷却与捕获、激光雷达、激光显示和军事等领域都有着非常重要的应用前景，尤其是在眼科诊断和治疗方面，相比较其它波长的激光，黄色波段的激光具有以下优点：能够更好地穿透核硬化晶体，更好地穿透液体，色素干扰层和黄斑处叶黄素对黄光的吸收率低，热能在视网膜神经感受器中传导较少，病人较少不适感，安全性和可靠性更高等，因此黄光激光器具有不可替代的作用。例如，对于临床上常见的采用激光光凝疗法治疗视网膜黄斑病变，(577±5)nm波段已经被认为是最佳光谱选择区域。近年来，黄光激光器及其应用已成为激光领域的研究热点。
目前，采用半导体激光抽运全固态激光器并借助倍频技术已经获得了红、绿、蓝等激光输出，并在实际中得到了广泛的应用，然而黄光波段激光由于缺少相应的基频光而无法通过倍频技术直接实现，多年来科学家们一直探索着实现黄光激光的方法以及相关技术应用。据文献调研，国内外能够实现黄光激光的方法主要有以下几种：晶体二次谐波产生、双波长腔内和频、拉曼激光器倍频、光泵半导体垂直外腔面发射激光器和腔内倍频、拉曼光纤激光/放大器和外腔倍频等。总的来说，上述方法主要是通过红外激光的非线性频率转换方式来实现的，但是在非线性转换过程中基频光的模式竞争导致黄光输出功率的稳定性较差，光束质量不高，而且系统比较复杂，使得激光器的体积较大，从而严重影响激光器的可靠性。因此，科研人员不断探索能够直接发射黄色波段的激光材料，从目前国内外的研究状况来看，主要是有机固体燃料、有机无机杂化晶体、掺稀土离子的激光晶体、色心氟化物晶体等。2002年，日本科学家Fukuda等采用合成的有机染料作为激光工作物质得到了中心波长为575nm的黄光输出，最大输出能量为0.75mJ，但是由于激光燃料本身物理化学稳定性不高，激光循环冷却系统比较复杂，限制了燃料激光器的发展。
在全固态激光器中，获得可见激光最直接的办法是通过泵浦激活离子实现下转换激光输出。在过去几十年，由于缺少合适的泵浦源，固体可见激光器发展缓慢。近年来，得益于全球LED照明革命的巨大推动，GaN基蓝光激光二极管(LD)有了长足的发展，功率已达到瓦级，价格也大幅下降，这为用GaN基蓝光LD直接泵浦激光晶体产生可见激光提供了新的可行途径，引发半导体激光泵浦的可见光晶体的研究热潮，使全固态可见激光的研究和应用进入一个全新阶段。由于蓝光泵浦源的波长和所要产生的可见光波长相近，量子缺陷小，因此采用GaN基蓝光LD进行泵浦有利于降低激光器的热效应，提高激光效率。采用半导体激光抽运镝(Dy3+)激活的激光晶体，基于其4F9/2→6H13/2能级跃迁，可以直接获得黄光波段的激光输出，这种方法无需进行非线性频率转换，具有结构紧凑、稳定性高、信噪比低等优点。2012年，美国研究人员采用447nm氮化镓LD抽运Dy:YAG单晶，获得了平均功率为150mW的583nm黄光激光输出，单脉冲能量为0.29mJ，这是LD直接泵浦Dy激活晶体实现激光输出的首次报道。2014年，德国科研人员采用450nm LD抽运Dy,Tb:LiLuF4晶体，获得了最大55mW的连续激光输出，激光输出波长574nm，斜率效率为13.44％。
与国外相比，国内关于掺镝激光晶体实现黄光激光的研究尚处于起步阶段，大多采用Nd:YAG或Nd:YVO4等作为增益介质，通过倍频、和频产生黄光激光，已经取得了长足的进步，但与国际水平相比还存在很大的差距，尚需不断加强研究的深度和广度。国内一些院校和研究所大多开展的是掺镝激光晶体的生长和光谱特性研究，例如山东大学、中科院安徽光机所、中科院上海硅酸盐研究所等单位，但是对于LD泵浦产生黄光激光的报道仅有两例。例如，2017年中科院安徽光机所采用蓝光LD抽运Dy:YAG晶体，在吸收泵浦功率为1.4W时，实现了56mW的黄光激光，激光波长582.7nm最大单脉冲能量达到1.1mJ，对应光光转换效率为4％，斜效率为5％。2017年福建江夏学院利用450nm InGaN蓝光LD抽运3cm长的Dy:ZnWO4晶体，实现最大输出功率为110mW的黄光激光，中心波长为575nm，斜效率为13％。
总体说来，我国黄光激光产业发展面临的主要问题是基础研究薄弱，激光输出功率较低，缺乏可用于直接产生黄光波段激光、综合性能优异的新型晶体材料。因此，探索和发展黄光激光晶体材料及黄光激光器势在必行，具有重大的科学意义和实用价值。
本专利拟保护一类Dy3+激活Ln2O3-Al2O3体系黄光激光晶体材料，其中Ln为Y和镧系元素，Ln2O3-Al2O3体系里包含丰富的化合物，如YAlO3、LaAlO3、Y3Al5O12、Lu4Al2O9、LuAlO3、Lu3Al5O12等，它们具有以下显著的共性优点：(1)熔点高，物化性能好，机械强度大，硬度高；(2)声子能量低，这样多声子弛豫和无辐射跃迁几率降低，有助于提高激光效率；(3)激活离子Dy3+掺入后，具有优秀的光谱性能：例如在黄光波段荧光发射截面大，荧光分支比高，激光上能级4F9/2寿命长以实现粒子数反转等；(4)介电常数大、能带带隙宽，热导率高，热稳定性好；(5)大多同成分熔化，采用微下拉法或提拉法生长较容易获得晶体等；这些特点使得Dy3+激活Ln2O3-Al2O3体系成为潜在的黄光激光增益介质材料，并开发出相应的黄光激光器，它具有高功效、高重复率、性能可靠、光束质量高、稳定性高等特点，直接投入市场应用，一旦实现产业化，将对于我国的医疗产业和工业发展等具有极大的推动作用。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供一类Dy掺杂Ln2O3-Al2O3二元体系黄光激光晶体材料，其特征在于，该体系晶体材料的化学式为：Dy掺杂的Ln2O3(Ln为Y和镧系元素)和Al2O3组成的一类无机化合物，如Dy:YAlO3，Dy:LuAlO3,Dy:LaAlO3，Dy:Y3Al5O12，Dy:Lu3Al5O12等，它们具有以下显著的共性优点：(1)熔点高，物化性能好，机械强度大，硬度高；(2)声子能量低，这样多声子弛豫和无辐射跃迁几率降低，有助于提高激光效率；(3)激活离子Dy3+掺入后，具有优秀的光谱性能：例如在黄光波段荧光发射截面大，荧光分支比高，激光上能级4F9/2寿命长以实现粒子数反转等；(4)介电常数大、能带带隙宽，热导率高，热稳定性好；(5)大多同成分熔化，采用微下拉法或提拉法生长较容易获得优质晶体等。这些特点使得Dy3+激活Ln2O3-Al2O3体系成为潜在的黄光激光增益介质材料，有助于实现高功率、高效率的黄光激光。
优选地，所述晶体材料的吸收光谱中含有峰值为445～450nm的吸收峰。
优选地，所述晶体材料的吸收光谱中峰值波长位于445～450nm的吸收峰截面积不小于0.7×10-21cm2。
优选地，所述晶体材料450nm泵浦下的荧光光谱中在可见光波段含有两个荧光峰。进一步优选地，所述两个荧光峰的峰值分别在470nm～498nm之间和558nm～600nm之间。更进一步优选地，所述两个荧光峰的峰值分别为483nm和576nm。
根据本申请的又一方面，提供制备所述任意晶体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将含有镝源、镧源(或镥源、釓源、钇源)和铝源的原料通过高温固相法制备得到所述晶体材料的多晶体；然后采用提拉法或微下拉法生长得到所述晶体材料的单晶体。
优选地，所述镝源是纯度为99.99％的Dy2O3；所述镧源是4N级的La2O3；所述镥源、釓源、钇源是4N级的Lu2O3、Gd2O3和Y2O3；所述铝源是4N级的Al2O3；所述原料中各元素的摩尔比例按照各分子式进行配比。
优选地，所述高温固相法包括以下步骤：
a)将原料压成片状，放入铂金坩埚，置入烧结炉中，以不超过200℃/h的升温速率缓慢升温到1000～1100℃，保持不少于24～60h后，放入高温烧结炉中于1200～1300℃下恒温烧结36～96h，取出样品；
b)重复步骤a)，直至样品的X射线粉末衍射与标准卡片完全相符为止。
优选地，所述熔体提拉法以本征晶体作为籽晶，籽晶杆的提拉速率为1.0～1.5mm/h，降温速率为1～10℃/h，籽晶杆的转动速率为12～15r.p.m.；生长结束后，将晶体提离液面，以8～25℃/h的速率降至室温，得到所述晶体材料的单晶体。
作为一种具体的实施方式，所述熔体提拉法包括以下步骤：
把多晶体装入铱坩埚内，置于晶体提拉炉内；将晶体提拉炉抽真空后充入高纯氮气，然后升温至比熔点高50℃的温度，恒温半小时，使原料完全熔化。以本征晶体作为籽晶，在生长过程中籽晶杆的提拉速率为1.0～1.5mm/h，降温速率为1～10℃/h，籽晶杆的转动速率为12～15r.p.m；生长结束后将晶体提离液面,以8～25℃/h的速率降至室温，得到尺寸为的透明晶体。
优选地，所得单晶体至少有一个维度的尺寸超过10mm。进一步优选地，所得单晶体至少有一个维度的尺寸超过20mm。
根据本申请的又一方面，提供所述晶体材料和/或根据所述方法制备得到的晶体材料的应用，用于450nm泵浦下实现波长位于550～600nm之间的黄光激光的输出。
根据本申请的又一方面，提供一种激光器，其特征在于，包括所述晶体材料和/或根据所述方法制备得到的晶体材料；
所述激光器在450nm泵浦下实现550～600nm波段的黄光激光输出。
本申请的有益效果包括但不限于：
(1)本申请所提供的晶体材料，即Dy掺杂的Ln2O3(Ln为Y和镧系元素)和Al2O3组成的一类无机化合物，如Dy:YAlO3,Dy:LuAlO3,Dy:LaAlO3,Dy:Y3Al5O12,Dy:Lu3Al5O12等，它们具有以下显著的共性优点：(1)熔点高，物化性能好，机械强度大，硬度高；(2)声子能量低，这样多声子弛豫和无辐射跃迁几率降低，有助于提高激光效率；(3)激活离子Dy3+掺入后，具有优秀的光谱性能：例如在黄光波段荧光发射截面大，荧光分支比高，激光上能级4F9/2寿命长以实现粒子数反转等；(4)介电常数大、能带带隙宽，热导率高，热稳定性好；(5)大多同成分熔化，采用微下拉法或提拉法生长较容易获得优质晶体等。这些特点使得Dy3+激活Ln2O3-Al2O3体系成为潜在的黄光激光增益介质材料，有助于实现高功率、高效率的黄光激光。
(2)本申请所提供的晶体材料，具备良好的物化性能，如不吸潮、不溶于酸碱、机械强度大、热导率高、激光损伤阈值高，声子能量低，熔点高等。
(3)本申请所提供的晶体材料的制备方法，能够生长出尺寸为ф20mm×40mm的单晶体。
(4)本申请所提供的晶体材料用于实现黄光激光输出，可在450nm泵浦下实现550～600nm的黄光激光输出。
附图说明
图1是样品S1#的室温吸收光谱。
图2是样品S1#在450nm泵浦下的黄光波段的荧光光谱。
图3是应用了样品的激光装置。
具体实施方式：
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特殊说明，本申请所用原料和试剂均来自商业购买，未经处理直接使用，所用仪器设备采用厂家推荐的方案和参数。
实施例中，晶体提拉法生长所用的仪器是国产DJL-400中频提拉炉，中频电源型号为KGPF25-0.3-2.5；采用Pt/Pt-Rh的热电偶和型号为815EPC的欧路表控温；采用的坩埚是Ф62mm×40mm的铱坩埚。
实施例中，所用的原料是纯度为99.99％的Dy2O3，4N级的La2O3、4N级的Lu2O3、4N级的Gd2O3、4N级的Y2O3和4N级的Al2O3。
实施例中，样品的吸收光谱在Pekin-Elmer公司生产的Lambda950吸收光谱仪上测定；在450nm泵浦下的荧光光谱在英国爱丁堡公司生产的FLS980荧光光谱仪上测定。
实施例1晶体材料样品的制备
按照化学式中的比例称取Dy2O3，4N级的La2O3(或4N级的Lu2O3、4N级的Gd2O3、4N级的Y2O3)和4N级的Al2O3，混合均匀得到原料。例如，合成的五个样品分子式分别为1at％Dy:YAlO3、1at％Dy:LaAlO3、2at％Dy:YAlO3、2at％Dy:LaAlO3、1at％Dy:LuAlO3，编号分别为M1#、M2#、M3#、M4#、M5#。
将原料压成片状，放进铂金坩埚，置入普通烧结炉中，以一定速率缓慢升温到预烧结温度，保持一段时间；然后放入高温烧结炉中在烧结温度下恒温烧结一段时间，取出样品；重复上述预烧结和烧结步骤，直至X射线粉末衍射与晶体的XRD标准JCPDS卡片完全相符为止，得到所述晶体材料的多晶体样品。
把原料装入Ф62mm×40mm的铱坩埚内，为了避免铱坩埚的氧化，首先抽出炉子内的空气，使得炉子内的气压达到－0.01MPa，再充入高纯氮气使得气压达到0.05MPa，然后升温到比熔点高50℃的温度，恒温半个小时，使原料完全熔化。以本征晶体作为籽晶，在生长过程中籽晶杆的提拉速率为1.0～1.5mm/h范围内的某一值，降温速率为1～10℃/h范围内的某一值，籽晶杆的转动速率为12～15r.p.m.范围内的某一值，生长结束后将晶体提离液面，以8～25℃/h范围内的某一值的速率降至室温，得到所述晶体材料的透明单晶体样品，编号分别为：S1#、S2#、S3#、S4#、S5#。
所得样品的编号与高温烧结过程中的预烧结条件和烧结条件、提拉法生长晶体过程中籽晶杆的提拉速率、降温速率、籽晶杆的转动速率、生长结束后晶杆离开液面温度降至室温的降温速率、所得样品尺寸之间的关系如表1所示。
表1
实施例2所得样品的光学性能测定
分别取样品S1#～S5#，加工出尺寸为5.0×5.0×1.0mm3的晶体薄片，进行光谱性能测试研究。
结果显示，样品S1#～S5#的吸收光谱显示了Dy3+的特征吸收峰，其中，峰值波长分别为310,324,350,363,384和445nm，其中445nm的吸收对应于Dy3+：6H15/2→4G11/2，该吸收波段与商业化的InGaN/GaN基半导体泵浦源相匹配，使得几个样品晶体非常适合采用商业化450nm蓝光二极管泵浦进行激光实验。
450nm泵浦下的室温荧光光谱显示，样品S1#～S5#在可见光波段主要有两个荧光峰，峰值波长分别为483nm和576nm，位于470nm～498nm之间和558nm～600nm之间。
以样品S1#为典型代表，其吸收光谱和荧光光谱分别如图1和图2所示。样品S2#～S5#的吸收光谱、荧光光谱图与图1、图2类似，各个峰的峰值波长基本相同，只是依据Dy掺杂浓度的不同，峰截面积在±5％的范围内略有变化。
上述结果表明：晶体是一种非常有前途的、可能实现黄光波段激光输出的激光晶体材料。
实施例3所得样品在激光装置中的应用
分别取样品S1#～S5#，加工出尺寸为2mm×2mm×(5～10)mm，晶体两端2mm×2mm抛光，应用于激光装置。激光装置的装置图如图3所示，晶体样品装入一个封水的铜管中，所采用的泵浦源为450nm蓝光LD，采用端泵模式，输入镜为直径200mm的凹面镜，在450nm高透，在550～600nm高反。耦合镜为平面镜，在激光波长处的透过率为1％,2％和3％。激光光谱采用激光波长计进行测量，型号为821B-IR，Bristol，激光功率采用功率计进行测量，型号为LPE-1B。
结果显示，分别应用了样品S1#～S5#的激光装置，均能够实现550～600黄光波段激光输出。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一类Dy掺杂Ln2O3-Al2O3二元体系黄光激光晶体材料，其特征在于，该体系晶体材料的化学式为：Dy掺杂的Ln2O3(Ln为Y和镧系元素)和Al2O3组成的一类无机化合物，如Dy:YAlO3，Dy:LuAlO3，Dy:LaAlO3，Dy:Y3Al5O12，Dy:Lu3Al5O12等。
2.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料的吸收光谱中含有峰值为445～450nm附近的吸收峰。
3.根据权利要求2所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料的吸收光谱中峰值波长位于450nm附近的吸收峰截面积不小于0.7×10-21cm2。
4.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述晶体材料450nm泵浦下的荧光光谱中在可见光波段含有两个荧光峰；所述两个荧光峰的峰值分别在470nm～498nm之间和558nm～600nm之间；优选地，所述两个荧光峰的峰值分别为483nm和576nm。
5.制备权利要求1至4任一项所述晶体材料的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将含有镝源、镧源(或镥源、釓源、钇源)和铝源的原料通过高温固相法制备得到所述晶体材料的多晶体；然后采用提拉法或微下拉法生长得到所述晶体材料的单晶体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述镝源是纯度为99.99％的Dy2O3；所述镧源是4N级的La2O3；所述镥源、釓源、钇源是4N级的Lu2O3、Gd2O3和Y2O3；所述铝源是4N级的Al2O3；所述原料中各元素的摩尔比例按照各分子式进行配比。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微下拉法或熔体提拉法以本征晶体作为籽晶，籽晶杆的微下拉法或提拉速率分别为2～5mm/h或1.0～1.5mm/h，降温速率为1～10℃/h，籽晶杆的转动速率为12～15r.p.m.；生长结束后，将晶体提离液面，以8～25℃/h的速率降至室温，得到所述晶体材料的单晶体；所得单晶体至少有一个维度的尺寸超过10mm；优选地，所得单晶体至少有一个维度的尺寸超过20mm。
8.权利要求1至5任一项所述晶体材料和/或根据权利要求6至7任一项所述方法制备得到的晶体材料用于450nm泵浦下实现波长位于550nm～600nm之间中红外超快激光的输出。
9.一种激光器，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述晶体材料和/或根据权利要求6至8任一项所述方法制备得到的晶体材料；所述激光器在450nm泵浦下实现550～600nm波段的黄光激光输出。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952544A (zh) * 2021-01-18 2021-06-11 枣庄学院 一种镝铽铝三掺的黄光激光晶体及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102559182A (zh) * 2010-12-16 2012-07-11 中国科学院福建物质结构研究所 一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料
CN107419334A (zh) * 2017-08-10 2017-12-01 中国科学院福建物质结构研究所 一种晶体材料、其制备方法及作为激光晶体的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102559182A (zh) * 2010-12-16 2012-07-11 中国科学院福建物质结构研究所 一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料
CN107419334A (zh) * 2017-08-10 2017-12-01 中国科学院福建物质结构研究所 一种晶体材料、其制备方法及作为激光晶体的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王瑞萍等: "LnAlO3中Ce3+，Tb3+，Dy3+的发光及Ce-Tb，Ce-Dy的敏化发光（Ln=La，Gd，Y）", 《发光学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952544A (zh) * 2021-01-18 2021-06-11 枣庄学院 一种镝铽铝三掺的黄光激光晶体及其制备方法和应用

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