JPH0388800A - レーザ用酸化物単結晶 - Google Patents
レーザ用酸化物単結晶Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
イ、発明の目的
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ用酸化物単結晶とその製造方法に係り、
特に短波長領域で着色しゃすいＮｄ：ＹＡｌＯ３系、及
びＮｄ：Ｙ２ＳｉＯ５系のレーザ用酸化物単結晶に関す
る。
特に短波長領域で着色しゃすいＮｄ：ＹＡｌＯ３系、及
びＮｄ：Ｙ２ＳｉＯ５系のレーザ用酸化物単結晶に関す
る。
Ｎｄ：ＹＡｌＯ３等の単結晶はレーザ発振素子として用
いられている。レーザ発光は励起ランプで励起された発
振光がＮｄ： ＹＡｌＯ３等のレーザロッド内を往復し
て増幅されレーザ発振するものであり、Ｎｄ：ＹＡｌＯ
３等の単結晶には高い光学的品質が要求され、光散乱と
光吸収とが大きなレーザ損失の要因となる。
いられている。レーザ発光は励起ランプで励起された発
振光がＮｄ： ＹＡｌＯ３等のレーザロッド内を往復し
て増幅されレーザ発振するものであり、Ｎｄ：ＹＡｌＯ
３等の単結晶には高い光学的品質が要求され、光散乱と
光吸収とが大きなレーザ損失の要因となる。
レーザ損失は単結晶育成条件によって大きく変化し、こ
れらの要因をいかに正確に制御出来るかが高品質のレー
ザロッドを開発する上で重要であった。特に酸素欠陥に
よる吸収は、全波長域で吸収が見られ、レーザロッドに
使用した場合、異常発熱を起こし、レーザ出力が理論値
より低下する欠点があった。
れらの要因をいかに正確に制御出来るかが高品質のレー
ザロッドを開発する上で重要であった。特に酸素欠陥に
よる吸収は、全波長域で吸収が見られ、レーザロッドに
使用した場合、異常発熱を起こし、レーザ出力が理論値
より低下する欠点があった。
Ｎｄ：ＹＡｌＯ３やＮｄ：Ｙ２ＳｉＯ５系の結晶は、酸
素欠陥が出来やすく、これらの欠陥によって着色が生じ
、第１図、第２図の破線で示すようにレーザ帯として必
要な約３８０ｎｍから７３０ｎｍ付近のの波長帯で吸収
が生じ、透過率が低いという問題があった。従来この問
題を解決するために、最適な雰囲気条件のもとで結晶育
成を行っていたが、完全に無くすことは出来なかった。
素欠陥が出来やすく、これらの欠陥によって着色が生じ
、第１図、第２図の破線で示すようにレーザ帯として必
要な約３８０ｎｍから７３０ｎｍ付近のの波長帯で吸収
が生じ、透過率が低いという問題があった。従来この問
題を解決するために、最適な雰囲気条件のもとで結晶育
成を行っていたが、完全に無くすことは出来なかった。
本発明は、前述の欠点を改善するためレーザ用酸化物単
結晶にＣｅイオンを添加することにより約３８０ｎｍか
ら７３０ｎｍの短波長領域に着色のないＮｄ：ＹＡｌＯ
３系、及びＮｄ ： Ｙ２５ｉｎｓ系の単結晶を提供し
ようとするものである。
結晶にＣｅイオンを添加することにより約３８０ｎｍか
ら７３０ｎｍの短波長領域に着色のないＮｄ：ＹＡｌＯ
３系、及びＮｄ ： Ｙ２５ｉｎｓ系の単結晶を提供し
ようとするものである。
口０発明の構成
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前述の課題を解決するため、４００ｍｍ以上
の波長帯で吸収を持たないＣｅイオンを該結晶中のイツ
トリウム原子に対してＣｅ原子を０．０１ａｔ％からｉ
、 ５ａｔ％の割合で置換させたＮｄ：ＹＡｌＯ３及び
、Ｎｄ：ＹｚＳｉＯ５単結晶、及びその製造方法を提供
する。
の波長帯で吸収を持たないＣｅイオンを該結晶中のイツ
トリウム原子に対してＣｅ原子を０．０１ａｔ％からｉ
、 ５ａｔ％の割合で置換させたＮｄ：ＹＡｌＯ３及び
、Ｎｄ：ＹｚＳｉＯ５単結晶、及びその製造方法を提供
する。
即ち本発明は、ネオジウム・ドープ・イットリウム・ア
ルミニウム・ペロボスカイト（以下Ｎｄ：ＹＡｌＯ３と
記す）系、及びネオジウム・ドープ・イットリウム・シ
リケイト（以下Ｎｄ：Ｙ２ＳｉＯ５と記す）系のレーザ
用酸化物単結晶において、該結晶のイツトリウム（Ｙ）
に対してセリウム（Ｃｅ）を０．０１ａｔ％から１．５
ａｔ％の範囲で置換したことを特徴とするレーザ用酸化
物単結晶である。
ルミニウム・ペロボスカイト（以下Ｎｄ：ＹＡｌＯ３と
記す）系、及びネオジウム・ドープ・イットリウム・シ
リケイト（以下Ｎｄ：Ｙ２ＳｉＯ５と記す）系のレーザ
用酸化物単結晶において、該結晶のイツトリウム（Ｙ）
に対してセリウム（Ｃｅ）を０．０１ａｔ％から１．５
ａｔ％の範囲で置換したことを特徴とするレーザ用酸化
物単結晶である。
Ｃｅイオンは他の希土類イオンと異なって可視領域に吸
収を持たない。しかもＮｄ：ＹＡｌＯ３やＮｄ：Ｙ２Ｓ
ｉＯ５等にドープするとＣｅの価数が変化して結晶内の
酸素欠陥による価数を補正してくれるため、酸素欠陥に
よる着色を防ぐと考えられる。
収を持たない。しかもＮｄ：ＹＡｌＯ３やＮｄ：Ｙ２Ｓ
ｉＯ５等にドープするとＣｅの価数が変化して結晶内の
酸素欠陥による価数を補正してくれるため、酸素欠陥に
よる着色を防ぐと考えられる。
（実施例１）
次に本発明の実施例について説明する。結晶育成時の偏
析係数的０．２５％を考慮して、純度９９．９９％以上
のＣｅ２Ｏ，、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２０３、Ａｌ２Ｏ３の原
料粉末を各々Ｃｅ２Ｏ４を２．６１ｇ、 Ｎｄ２Ｏ３を
３．０２８． Ｙ２Ｏ３を２０１．３８、Ａｌ２Ｏ３を
９２．７ｇを秤量し、これらの原料酸化物を混合し、密
閉されたペルジャー内に設置された直径５０ｍ１、外径
５０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍイリジューム（Ｉｒ）るつぼ
に装入した。 Ｈ２、Ｈ２Ｏの含有量が数ｐｐｍ以下の
高純度の窒素を雰囲気として、高周波誘導加熱コイルで
イリジュームるつぼを約２０００℃まで加熱し、原料酸
化物を溶融した後、Ｎｄ：ＹＡｌＯ３種結晶を溶液につ
けて２０ｒｐｍの速さで回転しながら３ ｕ＋／Ｈの速
さで引き上げて直径２０關、長さ７０ｍｍのＮｄ：ＹＡ
ｌＯ３単結晶棒を得た。尚この単結晶を分析し、ＹをＣ
ｅがｆａｔ％置換していることを確認した。この単結晶
棒より、直径３ｍｍ、長さ６３．５ｍｍのレーザロッド
を作製し、分光光度計で透過率の測定を行った。その測
定結果を第１図に実線２で示すように約３８０ｎｍから
７３０ｎｍの波長帯では吸収が減少し、着色は見られな
かった。
析係数的０．２５％を考慮して、純度９９．９９％以上
のＣｅ２Ｏ，、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２０３、Ａｌ２Ｏ３の原
料粉末を各々Ｃｅ２Ｏ４を２．６１ｇ、 Ｎｄ２Ｏ３を
３．０２８． Ｙ２Ｏ３を２０１．３８、Ａｌ２Ｏ３を
９２．７ｇを秤量し、これらの原料酸化物を混合し、密
閉されたペルジャー内に設置された直径５０ｍ１、外径
５０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍイリジューム（Ｉｒ）るつぼ
に装入した。 Ｈ２、Ｈ２Ｏの含有量が数ｐｐｍ以下の
高純度の窒素を雰囲気として、高周波誘導加熱コイルで
イリジュームるつぼを約２０００℃まで加熱し、原料酸
化物を溶融した後、Ｎｄ：ＹＡｌＯ３種結晶を溶液につ
けて２０ｒｐｍの速さで回転しながら３ ｕ＋／Ｈの速
さで引き上げて直径２０關、長さ７０ｍｍのＮｄ：ＹＡ
ｌＯ３単結晶棒を得た。尚この単結晶を分析し、ＹをＣ
ｅがｆａｔ％置換していることを確認した。この単結晶
棒より、直径３ｍｍ、長さ６３．５ｍｍのレーザロッド
を作製し、分光光度計で透過率の測定を行った。その測
定結果を第１図に実線２で示すように約３８０ｎｍから
７３０ｎｍの波長帯では吸収が減少し、着色は見られな
かった。
（実施例２）
Ｎｄ：Ｙ２ＳｉＯ５の結晶育成において、結晶育成時の
偏析係数的０．２５％を考慮して、酸化物粉末原料を各
々Ｃｅ２０ａを３．６ｇ、 Ｎｄ２］＋を１３．２ｇ、
Ｙ２０ｒを２０８．４ｇ、ＳｉＯ２を５７．８ｇを秤
量した。これらの材料粉末を混合し、密閉されたペルジ
ャー内に置かれた直径５ｈｍ、長さ５０ｍｍ、肉厚１゜
５ｍｍのイリジューム（Ｉｒ）るつぼに装入した。Ｈ２
、Ｈ２Ｏの含有量が数ｐｐｍ以下の高純度の窒素を雰囲
気として高周波誘導加熱コイルでイリジュームるつぼを
約２０００℃まで加熱し、原料酸化物を溶融した後、Ｎ
ｄ ’ Ｙ ２ Ｓ １０ ｓ種結晶を溶液につけて、
速さ２０ｒｐｍで回転しながら３ ｍｍ／Ｈの速さで引
上げて直径２０１ｍ、長さ６０ｍｍでＣｅの含有量がｌ
ａｔ％の単結晶棒を得た。この単結晶棒より直径３０１
１、長さ６３．５鳳道のレーザ用ロッドを作製し、分光
光度計で透過率の測定を行った。第２図の破線１に示す
ように従来の組成では約３８０ｎｍから７８Ｏｎ＋ａの
波長帯で着色が見られるが、第２図実ｆｉｌに示すよう
に本発明によれば、約３８０ｎｍから８３０ｎｎ＋の波
長帯の吸収は小さく透過率は大幅に改善され、着色の非
常に少ないレーザ用ロッドが提供出来るレーザ用酸化物
単結晶が得られた。
偏析係数的０．２５％を考慮して、酸化物粉末原料を各
々Ｃｅ２０ａを３．６ｇ、 Ｎｄ２］＋を１３．２ｇ、
Ｙ２０ｒを２０８．４ｇ、ＳｉＯ２を５７．８ｇを秤
量した。これらの材料粉末を混合し、密閉されたペルジ
ャー内に置かれた直径５ｈｍ、長さ５０ｍｍ、肉厚１゜
５ｍｍのイリジューム（Ｉｒ）るつぼに装入した。Ｈ２
、Ｈ２Ｏの含有量が数ｐｐｍ以下の高純度の窒素を雰囲
気として高周波誘導加熱コイルでイリジュームるつぼを
約２０００℃まで加熱し、原料酸化物を溶融した後、Ｎ
ｄ ’ Ｙ ２ Ｓ １０ ｓ種結晶を溶液につけて、
速さ２０ｒｐｍで回転しながら３ ｍｍ／Ｈの速さで引
上げて直径２０１ｍ、長さ６０ｍｍでＣｅの含有量がｌ
ａｔ％の単結晶棒を得た。この単結晶棒より直径３０１
１、長さ６３．５鳳道のレーザ用ロッドを作製し、分光
光度計で透過率の測定を行った。第２図の破線１に示す
ように従来の組成では約３８０ｎｍから７８Ｏｎ＋ａの
波長帯で着色が見られるが、第２図実ｆｉｌに示すよう
に本発明によれば、約３８０ｎｍから８３０ｎｎ＋の波
長帯の吸収は小さく透過率は大幅に改善され、着色の非
常に少ないレーザ用ロッドが提供出来るレーザ用酸化物
単結晶が得られた。
以上本発明について実施例で詳述したが、本発明はＣｅ
原子の置換量を０．０１ａｔ％から１．５ａｔ％の範囲
に限定しているが、０．０１ａｔ％以下では添加の効果
が極めて弱く、又、１．５ａｔ％以上添加すると高品質
の完全な単結晶が出来にくくなるため除外した。
原子の置換量を０．０１ａｔ％から１．５ａｔ％の範囲
に限定しているが、０．０１ａｔ％以下では添加の効果
が極めて弱く、又、１．５ａｔ％以上添加すると高品質
の完全な単結晶が出来にくくなるため除外した。
本実施例においてもわかるように、波長が３８０ｎｍ以
−ドではＣｅの添加により吸収は大きくなっているが、
実用的には３８０ｒｏ＋ｉ以下の励起光をフィルタ等で
カットすることにより支障はない。
−ドではＣｅの添加により吸収は大きくなっているが、
実用的には３８０ｒｏ＋ｉ以下の励起光をフィルタ等で
カットすることにより支障はない。
ハ１発明の効果
〔発明の効果〕
以上述べたごとく本発明によれば、従来の固体レーザの
ロッドに比べて約３８０ ｎｍから７３０ｎｍの短波長
側での吸収が少なく、着色の少ないレーザ効率の高い固
体レーザロッドの提供が可能となった。
ロッドに比べて約３８０ ｎｍから７３０ｎｍの短波長
側での吸収が少なく、着色の少ないレーザ効率の高い固
体レーザロッドの提供が可能となった。
第１図はＮｄ：ＹＡｌｏｌのレーザ光透過率のスペクト
ラムを示し、破線１は従来の組成によるＮｄ：ＹＡｌＯ
３のレーザ光透過率で、実線２は本発明の実施例１で得
られたＣｅをドープしたＮｄ：ＹＡｌＯ３単結晶のレー
ザ光の透過率である。 第２図はＮｄ：Ｙ２ＳｉＯ５のレーザ光透過率のスペク
トラムを示し、破線１は従来の組成によるＮｄ’Ｙ２Ｓ
ｉＯ５のレーザ光透過率のスペクトラムを示し、実線２
は本発明の実施例２でＣｅをドープしたＮｄ：Ｙ２Ｓｉ
Ｏ５単結晶のし・−ザ光透過率である。
ラムを示し、破線１は従来の組成によるＮｄ：ＹＡｌＯ
３のレーザ光透過率で、実線２は本発明の実施例１で得
られたＣｅをドープしたＮｄ：ＹＡｌＯ３単結晶のレー
ザ光の透過率である。 第２図はＮｄ：Ｙ２ＳｉＯ５のレーザ光透過率のスペク
トラムを示し、破線１は従来の組成によるＮｄ’Ｙ２Ｓ
ｉＯ５のレーザ光透過率のスペクトラムを示し、実線２
は本発明の実施例２でＣｅをドープしたＮｄ：Ｙ２Ｓｉ
Ｏ５単結晶のし・−ザ光透過率である。
Claims (1)
- １、ネオジウム・ドープ・イットリウム・アルミニウム
・ペロボスカイト（以下Ｎｄ：ＹＡｌＯ＿３と記す）系
、及びネオジウム・ドープ・イットリウム・シリケイト
（以下Ｎｄ：Ｙ＿２ＳｉＯ＿５と記す）系のレーザ用酸
化物単結晶において、該結晶のイットリウム（Ｙ）に対
してセリウム（Ｃｅ）を０．０１ａｔ％から１．５ａｔ
％の範囲で置換したことを特徴とするレーザ用酸化物単
結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22660789A JPH0388800A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ用酸化物単結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22660789A JPH0388800A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ用酸化物単結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0388800A true JPH0388800A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=16847850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22660789A Pending JPH0388800A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ用酸化物単結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0388800A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05152670A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-06-18 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光増幅デバイス |
| EP1946836A1 (en) * | 2005-10-24 | 2008-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst support and catalyst for exhaust-gas purification |
| CN110092411A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-06 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种含镓石榴石结构闪烁晶体的多晶料合成装置及合成方法 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22660789A patent/JPH0388800A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05152670A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-06-18 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光増幅デバイス |
| EP1946836A1 (en) * | 2005-10-24 | 2008-07-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst support and catalyst for exhaust-gas purification |
| EP1946836A4 (en) * | 2005-10-24 | 2010-09-15 | Toyota Motor Co Ltd | CATALYST SUPPORT AND EMISSION CONTROL CATALYST |
| CN110092411A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-06 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种含镓石榴石结构闪烁晶体的多晶料合成装置及合成方法 |
| US11623872B2 (en) | 2019-06-13 | 2023-04-11 | China Electronics Technology Group Corporation No. 26 Research Institute | Device and method for synthesis of gallium-containing garnet-structured scintillator poly crystalline material |
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