JP3286680B2 - レーザー結晶及びその製造方法 - Google Patents
レーザー結晶及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光材料として有用で
また、光計測、光情報処理、光医療、光プロセッシング
等コヒーレント光を利用する分野において、レーザー結
晶、光増幅素子として有用なペロブスカイト型レーザー
結晶及びその製造方法に関する。
また、光計測、光情報処理、光医療、光プロセッシング
等コヒーレント光を利用する分野において、レーザー結
晶、光増幅素子として有用なペロブスカイト型レーザー
結晶及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、チタンを添加した結晶で発光特性
あるいはレーザー特性を有するものとしては、Ｔｉ：Ａ
ｌ２Ｏ３（Ｐ．Ｆ．Ｍｏｕｌｔｏｎ，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏ
ｃ．Ａｍ．Ｂ３，１２５（１９８６））、Ｔｉ：ＹＡｌ
Ｏ３（Ｔ．Ｗｅｇｎｅｒ ｅｔａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｂ４９，２７５（１９８９））、Ｔｉ：ＭｇＡｌ２
Ｏ４（Ｗ．Ｓｔｒｅｋ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．６８，１５（１９９０））などが知られてい
る。
あるいはレーザー特性を有するものとしては、Ｔｉ：Ａ
ｌ２Ｏ３（Ｐ．Ｆ．Ｍｏｕｌｔｏｎ，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏ
ｃ．Ａｍ．Ｂ３，１２５（１９８６））、Ｔｉ：ＹＡｌ
Ｏ３（Ｔ．Ｗｅｇｎｅｒ ｅｔａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｂ４９，２７５（１９８９））、Ｔｉ：ＭｇＡｌ２
Ｏ４（Ｗ．Ｓｔｒｅｋ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．６８，１５（１９９０））などが知られてい
る。
【０００３】しかし、上記の結晶のうち、Ｔｉ：Ａｌ２
Ｏ３及びＴｉ：ＭｇＡｌ２Ｏ４は強い発光波長領域が近
赤外域の７００〜１１００ｎｍであり、またＴｉ：ＹＡ
ｌＯ３では５５０〜８５０ｎｍの可視〜近赤外域であ
り、４００〜６００ｎｍの青〜緑〜黄の可視域で強い発
光は見られない。またＣａＧｄＡｌＯ４又はＳｒＧｄＡ
ｌＯ４をホスト結晶に用い、４００〜６００ｎｍにわた
る幅広い可視波長域で強く発光する結晶はこれまで知ら
れていない。
Ｏ３及びＴｉ：ＭｇＡｌ２Ｏ４は強い発光波長領域が近
赤外域の７００〜１１００ｎｍであり、またＴｉ：ＹＡ
ｌＯ３では５５０〜８５０ｎｍの可視〜近赤外域であ
り、４００〜６００ｎｍの青〜緑〜黄の可視域で強い発
光は見られない。またＣａＧｄＡｌＯ４又はＳｒＧｄＡ
ｌＯ４をホスト結晶に用い、４００〜６００ｎｍにわた
る幅広い可視波長域で強く発光する結晶はこれまで知ら
れていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に、４０
０〜６００ｎｍの青〜緑〜黄色の幅広い可視波長域で強
く発光する発光材料であり、又レーザー特性を有する材
料で従来知られていない組成のレーザー材料として有用
なチタンを添加したペロブスカイト型結晶を提供するこ
とを目的とするものである。
０〜６００ｎｍの青〜緑〜黄色の幅広い可視波長域で強
く発光する発光材料であり、又レーザー特性を有する材
料で従来知られていない組成のレーザー材料として有用
なチタンを添加したペロブスカイト型結晶を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
の解決のため、レーザー活性イオンとしてチタンを選択
し強い結晶場を持つホスト結晶を選択することに着目
し、種々の検討を行った結果本発明を完成した。
の解決のため、レーザー活性イオンとしてチタンを選択
し強い結晶場を持つホスト結晶を選択することに着目
し、種々の検討を行った結果本発明を完成した。
【０００６】即ち、本発明は、レーザー活性イオンとし
て、Ｔｉ３＋イオン又はＴｉ４＋イオンを添加したＣａ
ＧｄＴｉＡｌ系又はＳｒＧｄＴｉＡｌ系のペロブスカイ
ト型結晶及びその製造方法に関するものである。
て、Ｔｉ３＋イオン又はＴｉ４＋イオンを添加したＣａ
ＧｄＴｉＡｌ系又はＳｒＧｄＴｉＡｌ系のペロブスカイ
ト型結晶及びその製造方法に関するものである。
【０００７】次ぎに本発明を更に詳細に説明する。本発
明の好ましい態様としては、レーザー活性イオンとして
用いるＴｉ３＋又はＴｉ４＋の量が次の条件を満足する
ことである。即ち、Ｔｉ３＋については、組成式Ａ
（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉｘＡｌ１−ｘＯ４（ｘ：
０．００１≦ｘ≦０．０５）で表され、Ｔｉ４＋につい
ては、組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ３ｘＡｌ
１−４ｘＶｘＯ４（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５、
Ｖ：Ａｌ欠陥）で表される組成であることである。上記
した組成のｘで示すように０．００１≦ｘ≦０．０５で
あるが、この量が０．００１より小であると結晶の発光
強度が弱く、０．０５より大であると濃度消光を起こす
ので好ましくない。
明の好ましい態様としては、レーザー活性イオンとして
用いるＴｉ３＋又はＴｉ４＋の量が次の条件を満足する
ことである。即ち、Ｔｉ３＋については、組成式Ａ
（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉｘＡｌ１−ｘＯ４（ｘ：
０．００１≦ｘ≦０．０５）で表され、Ｔｉ４＋につい
ては、組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ３ｘＡｌ
１−４ｘＶｘＯ４（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５、
Ｖ：Ａｌ欠陥）で表される組成であることである。上記
した組成のｘで示すように０．００１≦ｘ≦０．０５で
あるが、この量が０．００１より小であると結晶の発光
強度が弱く、０．０５より大であると濃度消光を起こす
ので好ましくない。
【０００８】次ぎに本発明の製造方法について説明す
る。本発明の結晶を得るのに用いる原料は、結晶を構成
する各々の成分の酸化物又は炭酸塩を用いる。例えば、
Ｔｉ３＋を含む組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ
Ａｌ系の結晶においては、Ｃａ又はＳｒイオンの炭酸塩
又は酸化物、Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイオンの酸化
物、Ｔｉイオンの酸化物を用い、これらを、生成結晶が
前記した組成式で表されるような量比となるように、即
ち、育成結晶の原子比でＡ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）：Ｇ
ｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：１−ｘ：ｘ（０．００１≦ｘ
≦０．０５）の量比になるように混合し、この混合物を
還元性ガス雰囲気下で溶融固化し結晶を育成する。
る。本発明の結晶を得るのに用いる原料は、結晶を構成
する各々の成分の酸化物又は炭酸塩を用いる。例えば、
Ｔｉ３＋を含む組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ
Ａｌ系の結晶においては、Ｃａ又はＳｒイオンの炭酸塩
又は酸化物、Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイオンの酸化
物、Ｔｉイオンの酸化物を用い、これらを、生成結晶が
前記した組成式で表されるような量比となるように、即
ち、育成結晶の原子比でＡ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）：Ｇ
ｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：１−ｘ：ｘ（０．００１≦ｘ
≦０．０５）の量比になるように混合し、この混合物を
還元性ガス雰囲気下で溶融固化し結晶を育成する。
【０００９】ここで用いる還元性ガスは、例えば水素ガ
ス単独、水素と二酸化炭素又は一酸化炭素との混合ガ
ス、一酸化炭素と二酸化炭素との混合ガス、更にこれら
のガスを不活性ガス例えばヘリウム、アルゴン、窒素の
一種以上と混合したガス、又はヘリウム、アルゴン、窒
素の一種以上のガスを用い、酸素分圧を１０−６〜１０
−１８ａｔｍに保った雰囲気下で溶融固化し結晶を育成
する。
ス単独、水素と二酸化炭素又は一酸化炭素との混合ガ
ス、一酸化炭素と二酸化炭素との混合ガス、更にこれら
のガスを不活性ガス例えばヘリウム、アルゴン、窒素の
一種以上と混合したガス、又はヘリウム、アルゴン、窒
素の一種以上のガスを用い、酸素分圧を１０−６〜１０
−１８ａｔｍに保った雰囲気下で溶融固化し結晶を育成
する。
【００１０】ここで酸素分圧は上記範囲内である事が好
ましく、酸素分圧が１０−１８ａｔｍより小さいとＴｉ
３＋濃度が減少してＴｉ２＋が含まれることになり、得
られた結晶の発光強度が低下したり、又カラーセンター
の濃度が増大し発光を阻害する。酸素分圧が１０−６ａ
ｔｍより大きいとＴｉ４＋が含まれるようになりＴｉ
３＋濃度が減少し、Ｔｉ３＋そのものの発光強度が低下
する原因となる。又、結晶欠陥も増え結晶の光学的品質
を低下させる。
ましく、酸素分圧が１０−１８ａｔｍより小さいとＴｉ
３＋濃度が減少してＴｉ２＋が含まれることになり、得
られた結晶の発光強度が低下したり、又カラーセンター
の濃度が増大し発光を阻害する。酸素分圧が１０−６ａ
ｔｍより大きいとＴｉ４＋が含まれるようになりＴｉ
３＋濃度が減少し、Ｔｉ３＋そのものの発光強度が低下
する原因となる。又、結晶欠陥も増え結晶の光学的品質
を低下させる。
【００１１】又、Ｔｉ４＋を含む組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又
はＳｒ）ＧｄＴｉＡｌ結晶においては、Ｃａ又はＳｒイ
オンの炭酸塩又は酸化物、Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイ
オンの酸化物、Ｔｉイオンの酸化物を用い、これらを、
生成結晶が前記した組成式で表されるような量比となる
ように、即ち、育成結晶の原子比でＡ（Ａ：Ｃａ又はＳ
ｒ）：Ｇｄ：Ｔｉ：Ａｌ＝１：１：１−４ｘ：３ｘの量
比になるように混合し、混合物をヘリウム、アルゴン、
窒素の一種以上の不活性ガス雰囲気下、又は酸素０．１
ｖｏｌ％以上含んだヘリウム、アルゴン、窒素ガスの一
種以上を用いた酸化性雰囲気下で溶融固化する。Ｔｉ
４＋を含む結晶の生成の場合、還元性雰囲気下で育成を
行うと、得られる結晶にＴｉ３＋又はＴｉ２＋が含まれ
ることになり、Ｔｉ４＋の濃度が減少する原因となる。
酸素を０．１ｖｏｌ％以上含んだ雰囲気では、結晶のカ
ラーセンターの発生が少なく、高品質の結晶が得られ
る。
はＳｒ）ＧｄＴｉＡｌ結晶においては、Ｃａ又はＳｒイ
オンの炭酸塩又は酸化物、Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイ
オンの酸化物、Ｔｉイオンの酸化物を用い、これらを、
生成結晶が前記した組成式で表されるような量比となる
ように、即ち、育成結晶の原子比でＡ（Ａ：Ｃａ又はＳ
ｒ）：Ｇｄ：Ｔｉ：Ａｌ＝１：１：１−４ｘ：３ｘの量
比になるように混合し、混合物をヘリウム、アルゴン、
窒素の一種以上の不活性ガス雰囲気下、又は酸素０．１
ｖｏｌ％以上含んだヘリウム、アルゴン、窒素ガスの一
種以上を用いた酸化性雰囲気下で溶融固化する。Ｔｉ
４＋を含む結晶の生成の場合、還元性雰囲気下で育成を
行うと、得られる結晶にＴｉ３＋又はＴｉ２＋が含まれ
ることになり、Ｔｉ４＋の濃度が減少する原因となる。
酸素を０．１ｖｏｌ％以上含んだ雰囲気では、結晶のカ
ラーセンターの発生が少なく、高品質の結晶が得られ
る。
【００１２】本発明の結晶製造法での溶融温度は１８２
０〜１８６０℃で、引上げ法、フローティングゾーン
法、ブリッジマン法、熱交換法等の方法で溶融固化して
結晶を得る。
０〜１８６０℃で、引上げ法、フローティングゾーン
法、ブリッジマン法、熱交換法等の方法で溶融固化して
結晶を得る。
【００１３】
【実施例】次ぎに本発明を実施例により更に詳細に説明
する。
する。
【００１４】実施例１ ＣａＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ３を、
育成結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９８：０．０２）となるように調整、混合、成形、
焼結し、焼結体をイリジウムルツボに入れて高周波誘導
加熱によって、Ｔｉ３＋イオンが含まれるように０．５
ｖｏｌ％の水素を含むヘリウムガス雰囲気下で溶融し、
結晶回転速度１０ｒｐｍ、引上げ速度０．８ｍｍ／ｈで
ａ軸方位で引上げ、直径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの単結
晶を得た。
育成結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９８：０．０２）となるように調整、混合、成形、
焼結し、焼結体をイリジウムルツボに入れて高周波誘導
加熱によって、Ｔｉ３＋イオンが含まれるように０．５
ｖｏｌ％の水素を含むヘリウムガス雰囲気下で溶融し、
結晶回転速度１０ｒｐｍ、引上げ速度０．８ｍｍ／ｈで
ａ軸方位で引上げ、直径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの単結
晶を得た。
【００１５】得られた結晶のＸ線回折の結果を図１に示
す。Ｘ線回折の結果から、得られた結晶はペロブスカイ
ト型単結晶相で格子定数はａ＝３．６６１３Ａ、ｃ＝１
１．９８８Ａであった。この結晶の３９０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図２に示す。５１５ｎｍ
にピークを持ち、４２０〜６２０ｎｍの可視波長領域で
発光がみられた。又、発光はｃ面内に強く偏光してい
た。パルスレーザー発振はＣｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４レーザ
ーの第２高調波（３９０ｎｍ）をポンピング光源として
用い５２０ｎｍ付近で得られる。
す。Ｘ線回折の結果から、得られた結晶はペロブスカイ
ト型単結晶相で格子定数はａ＝３．６６１３Ａ、ｃ＝１
１．９８８Ａであった。この結晶の３９０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図２に示す。５１５ｎｍ
にピークを持ち、４２０〜６２０ｎｍの可視波長領域で
発光がみられた。又、発光はｃ面内に強く偏光してい
た。パルスレーザー発振はＣｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４レーザ
ーの第２高調波（３９０ｎｍ）をポンピング光源として
用い５２０ｎｍ付近で得られる。
【００１６】実施例２ ＣａＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を育成
結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９９：０．０１）となるように調整し、この混合物の焼
結体をイリジウムルツボに入れて加熱融解した。育成雰
囲気は、水素と二酸化炭素ガスを体積比で５００：１に
調製したガスをヘリウムガスに混合し、酸素分圧１０
−８ａｔｍとした。引き上げ速度、回転速度、引き上げ
方位は実施例１と同様に行った。育成結晶はＸ線回折の
結果、単相である事を確認した。
結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９９：０．０１）となるように調整し、この混合物の焼
結体をイリジウムルツボに入れて加熱融解した。育成雰
囲気は、水素と二酸化炭素ガスを体積比で５００：１に
調製したガスをヘリウムガスに混合し、酸素分圧１０
−８ａｔｍとした。引き上げ速度、回転速度、引き上げ
方位は実施例１と同様に行った。育成結晶はＸ線回折の
結果、単相である事を確認した。
【００１７】この結晶の発光スペクトルは３９１ｎｍの
励起光で励起したところ実施例１で得た結晶と同様に５
１７ｎｍでピークを持つｃ面内で強く偏光した４２０〜
６２０ｎｍでの発光を確認した。
励起光で励起したところ実施例１で得た結晶と同様に５
１７ｎｍでピークを持つｃ面内で強く偏光した４２０〜
６２０ｎｍでの発光を確認した。
【００１８】実施例３ ＣａＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ３を育
成結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９６：０．０４）になるように調整し、混合した混
合物の焼結体を原料とし、１ｖｏｌ％の水素を含むアル
ゴンガス雰囲気下、成長速度１ｍｍ／ｈでフローティン
グゾーン法により結晶を育成した。得られた結晶はＸ線
回折の結果、単相であることを確認した。また発光スペ
クトルを測定した結果、実施例１と同様に４２０〜６２
０ｎｍで発光がみられた。
成結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９６：０．０４）になるように調整し、混合した混
合物の焼結体を原料とし、１ｖｏｌ％の水素を含むアル
ゴンガス雰囲気下、成長速度１ｍｍ／ｈでフローティン
グゾーン法により結晶を育成した。得られた結晶はＸ線
回折の結果、単相であることを確認した。また発光スペ
クトルを測定した結果、実施例１と同様に４２０〜６２
０ｎｍで発光がみられた。
【００１９】実施例４ ＣａＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を育成
結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９６：０．０３）になるように調製、混合、成形、焼結
し、焼結体をイリジウムルツボに入れて高周波誘導加熱
によって、Ｔｉ４＋イオンが含まれるように０．１ｖｏ
ｌ％の酸素を含むヘリウムガス雰囲気下で溶融し、結晶
回転速度５ｒｐｍ、引き上げ速度０．８ｍｍ／ｈでａ軸
方位で引き上げ、直径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの単結晶
を育成した。得られた結晶はＸ線回折の結果から単相で
あることを確認した。この結晶を、２８０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図３に示す。４６８ｎｍ
付近にピークを持ち４００〜６３０ｎｍの領域で発光が
みられた。また、実施例１、２、３と異なり、無偏光で
あることを観測した。レーザー発振はＸｅＣｌレーザー
をポンピング光源として用い、４７０ｎｍ付近で得られ
る。
結晶の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９６：０．０３）になるように調製、混合、成形、焼結
し、焼結体をイリジウムルツボに入れて高周波誘導加熱
によって、Ｔｉ４＋イオンが含まれるように０．１ｖｏ
ｌ％の酸素を含むヘリウムガス雰囲気下で溶融し、結晶
回転速度５ｒｐｍ、引き上げ速度０．８ｍｍ／ｈでａ軸
方位で引き上げ、直径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの単結晶
を育成した。得られた結晶はＸ線回折の結果から単相で
あることを確認した。この結晶を、２８０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図３に示す。４６８ｎｍ
付近にピークを持ち４００〜６３０ｎｍの領域で発光が
みられた。また、実施例１、２、３と異なり、無偏光で
あることを観測した。レーザー発振はＸｅＣｌレーザー
をポンピング光源として用い、４７０ｎｍ付近で得られ
る。
【００２０】実施例５ ＣａＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を結晶
の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．９
４：０．０４５）となるように調整しこの混合物の焼結
体を原料とし、０．２ｖｏｌ％の酸素を含むアルゴンガ
ス雰囲気下、成長速度１ｍｍ／ｈ、ａ軸方位でフローテ
ィングゾーン法により、直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの単
結晶を得た。得られた結晶は実施例４と同様に２８０ｎ
ｍの光で励起したところ４００〜６２０ｎｍの幅広い発
光が見られた。
の原子比（Ｃａ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．９
４：０．０４５）となるように調整しこの混合物の焼結
体を原料とし、０．２ｖｏｌ％の酸素を含むアルゴンガ
ス雰囲気下、成長速度１ｍｍ／ｈ、ａ軸方位でフローテ
ィングゾーン法により、直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの単
結晶を得た。得られた結晶は実施例４と同様に２８０ｎ
ｍの光で励起したところ４００〜６２０ｎｍの幅広い発
光が見られた。
【００２１】実施例６ ＳｒＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ３を、
育成結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９８：０．０２）となるように調整し実施例１と同
様にして、直径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの単結晶を得
た。
育成結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９８：０．０２）となるように調整し実施例１と同
様にして、直径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの単結晶を得
た。
【００２２】得られた結晶のＸ線回折の結果を図４に示
す。Ｘ線回折の結果から、得られた結晶はペロブスカイ
ト型単結晶相で格子定数はａ＝３．７０５５Ａ、ｃ＝１
２．３９１Ａであった。この結晶の３９０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図５に示す。５２５ｎｍ
にピークを持ち、４２０〜６２０ｎｍの可視波長領域で
発光がみられた。又、発光はｃ面内に強く偏光してい
た。パルスレーザー発振はＣｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４レーザ
ーの第２高調波（３９０ｎｍ）をポンピング光源として
用い５２０ｎｍ付近で得られる。
す。Ｘ線回折の結果から、得られた結晶はペロブスカイ
ト型単結晶相で格子定数はａ＝３．７０５５Ａ、ｃ＝１
２．３９１Ａであった。この結晶の３９０ｎｍの光で励
起したときの発光スペクトルを図５に示す。５２５ｎｍ
にピークを持ち、４２０〜６２０ｎｍの可視波長領域で
発光がみられた。又、発光はｃ面内に強く偏光してい
た。パルスレーザー発振はＣｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４レーザ
ーの第２高調波（３９０ｎｍ）をポンピング光源として
用い５２０ｎｍ付近で得られる。
【００２３】実施例７ ＳｒＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を育成
結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９９：０．０１）となるように調整し、実施例２と同様
にして結晶を得た。育成結晶はＸ線回折の結果、単相で
ある事を確認した。
結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９９：０．０１）となるように調整し、実施例２と同様
にして結晶を得た。育成結晶はＸ線回折の結果、単相で
ある事を確認した。
【００２４】この結晶の発光スペクトルは３９１ｎｍの
励起光で励起したところ実施例６で得た結晶と同様に５
２２ｎｍでピークを持つｃ面内で強く偏光した４２０〜
６２０ｎｍでの発光を確認した。
励起光で励起したところ実施例６で得た結晶と同様に５
２２ｎｍでピークを持つｃ面内で強く偏光した４２０〜
６２０ｎｍでの発光を確認した。
【００２５】実施例８ ＳｒＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ３を育
成結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９６：０．０４）になるように調整し、実施例３と
同様にして結晶を育成した。得られた結晶はＸ線回折の
結果、単相であることを確認した。また発光スペクトル
を測定した結果、実施例６と同様に４２０〜６２０ｎｍ
で発光がみられた。
成結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：
０．９６：０．０４）になるように調整し、実施例３と
同様にして結晶を育成した。得られた結晶はＸ線回折の
結果、単相であることを確認した。また発光スペクトル
を測定した結果、実施例６と同様に４２０〜６２０ｎｍ
で発光がみられた。
【００２６】実施例９ ＳｒＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を育成
結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９６：０．０３）になるように調整し、実施例４と同様
にして、直径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの単結晶を育成し
た。得られた結晶はＸ線回折の結果から単相であること
を確認した。この結晶を、２８０ｎｍの光で励起したと
きの発光スペクトルを図６に示す。４５０ｎｍ付近にピ
ークを持ち４００〜６３０ｎｍの領域で発光がみられ
た。また、実施例６、７、８と異なり、無偏光であるこ
とを観測した。レーザー発振はＸｅＣｌレーザーをポン
ピング光源として用い、４５５ｎｍ付近で得られる。
結晶の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．
９６：０．０３）になるように調整し、実施例４と同様
にして、直径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの単結晶を育成し
た。得られた結晶はＸ線回折の結果から単相であること
を確認した。この結晶を、２８０ｎｍの光で励起したと
きの発光スペクトルを図６に示す。４５０ｎｍ付近にピ
ークを持ち４００〜６３０ｎｍの領域で発光がみられ
た。また、実施例６、７、８と異なり、無偏光であるこ
とを観測した。レーザー発振はＸｅＣｌレーザーをポン
ピング光源として用い、４５５ｎｍ付近で得られる。
【００２７】実施例１０ ＳｒＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２を結晶
の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．９
４：０．０４５）となるように調整し、実施例５と同様
に、直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの単結晶を得た。得られ
た結晶は実施例４と同様に２８０ｎｍの光で励起したと
ころ４００〜６２０ｎｍの幅広い発光が見られた。
の原子比（Ｓｒ：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ＝１：１：０．９
４：０．０４５）となるように調整し、実施例５と同様
に、直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの単結晶を得た。得られ
た結晶は実施例４と同様に２８０ｎｍの光で励起したと
ころ４００〜６２０ｎｍの幅広い発光が見られた。
【００２８】
【発明の効果】本発明の結晶は広い範囲の可視波長域で
強い発光を示し、レーザー特性を持つのでレーザー媒体
としても有用である。
強い発光を示し、レーザー特性を持つのでレーザー媒体
としても有用である。
【図１】本発明の実施例１で得られた結晶のＸ線回折
図。
図。
【図２】本発明の実施例１で得られた結晶の発光スペク
トルを示す図。
トルを示す図。
【図３】本発明の実施例４で得られた結晶の発光スペク
トルを示す図。
トルを示す図。
【図４】本発明の実施例６で得られた結晶のＸ線回折
図。
図。
【図５】本発明の実施例６で得られた結晶の発光スペク
トルを示す図。
トルを示す図。
【図６】本発明の実施例９で得られた結晶の発光スペク
トルを示す図。
トルを示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/16 C30B 29/22
Claims (8)
- 【請求項１】レーザー活性イオンとして、Ｔｉ３＋又は
Ｔｉ４＋を含む一般式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ
Ａｌ系ペロブスカイト型レーザー結晶。 - 【請求項２】レーザー活性イオンとしてＴｉ３＋を含
み、組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉｘＡｌ
１−ｘＯ４（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５）で表され
る請求項１記載のレーザー結晶。 - 【請求項３】レーザー活性イオンとしてＴｉ４＋を含
み、組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ３ｘＡｌ
１−４ｘＶｘＯ４（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５、
Ｖ：Ａｌ欠陥）で表される請求項１記載のレーザー結
晶。 - 【請求項４】Ｃａ又はＳｒイオンの炭酸塩又は酸化物、
Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイオンの酸化物及びＴｉ３＋
又はＴｉ４＋イオンの酸化物を、結晶がＡ（Ａ：Ｃａ又
はＳｒ）：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ（原子比）＝１：１：１−
ｘ：ｘ（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５）の量比になる
ように混合し、還元性ガス雰囲気下で溶融固化し結晶を
育成することを特徴とする組成式Ａ（Ａ：Ｃａ又はＳ
ｒ）ＧｄＴｉｘＡｌ１−ｘＯ４（ｘ：０．００１≦ｘ≦
０．０５）で表されるＡ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ
Ａｌ系ペロブスカイト型レーザー結晶の製造方法。 - 【請求項５】還元性ガス雰囲気として、水素ガス単独、
水素と、二酸化炭素又は一酸化炭素との混合ガス、一酸
化炭素と二酸化炭素との混合ガス、又はこれらのガスを
ヘリウム、アルゴン、窒素の一種以上と混合したガス、
ヘリウム又はアルゴンガス単独のいずれかを用い、酸素
分圧を１０−６〜１０−１８ａｔｍに保った雰囲気であ
る請求項４記載の製造方法。 - 【請求項６】Ｃａ又はＳｒイオンの炭酸塩又は酸化物、
Ｇｄイオンの酸化物、Ａｌイオンの酸化物及びＴｉ３＋
又はＴｉ４＋イオンの酸化物を、結晶がＡ（Ａ：Ｃａ又
はＳｒ）：Ｇｄ：Ａｌ：Ｔｉ（原子比）＝１：１：１−
４ｘ：３ｘ（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５）の量比に
なるように混合し、不活性又は酸化性ガス雰囲気下で溶
融固化し結晶を育成することを特徴とする組成式Ａ
（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉ３ｘＡｌ１−４ｘＶｘＯ
４（ｘ：０．００１≦ｘ≦０．０５、Ｖ：Ａｌ欠陥）で
表されるＡ（Ａ：Ｃａ又はＳｒ）ＧｄＴｉＡｌ系ペロブ
スカイト型レーザー結晶の製造方法。 - 【請求項７】不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン、
窒素の一種以上を用いる請求項６記載の製造方法。 - 【請求項８】酸化性ガスとして、０．１ｖｏｌ％以上の
酸素を含んだガスを用いる請求項６記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20433992A JP3286680B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | レーザー結晶及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20433992A JP3286680B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | レーザー結晶及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629609A JPH0629609A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3286680B2 true JP3286680B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16488869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20433992A Expired - Fee Related JP3286680B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | レーザー結晶及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286680B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP20433992A patent/JP3286680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0629609A (ja) | 1994-02-04 |
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