中红外激光晶体Er:KPb2Cl5的原料制备和晶体生长

本文是对中红外激光晶体ErKPb2Cl5的原材料处理合成和晶体生长进行的研究报道.由于KPb2Cl5的合成原料容易水解和氧化,我们设计了合适的方案对原料进行了处理,并成功合成出掺杂的稀土氯化物,然后在自制的垂直两温区晶体生长炉内,用Bridgman法成功生长出透明的尺寸为22×10×5mm3的ErKPb2Cl5单晶体,并测试了粉末衍射和吸收光谱.     

中红外氟化物激光晶体的生长和性能优化研究

中红外激光晶体材料作为激光技术核心增益材料之一,在军事光电对抗、激光医疗、卫星遥感、环境监测、基础科学等领域具有非常重要的应用。本文介绍了近年来在中红外氟化物激光晶体材料中,关于晶体生长、光学性能优化以及中红外激光性能等方面的研究工作,特别是在中红外光学性能优化调控方面,主要介绍基于稀土能级耦合的相互作用,有效抑制发光离子的自终止效应,以及为发光离子提供有效泵浦通道。     

布里奇曼法制备KPb2Cl5单晶

在500 ℃高真空条件下,制备了KPb2Cl5原料,对原料进行了XRD分析,表明该方法能得到纯相的KPb2Cl5.利用改进的布里奇曼法进行了生长KPb2Cl5单晶的实验,得到了直径15 mm的原晶,并测试了晶体样品的基本红外透过性能.结果显示:不镀膜的情况下,3～20 μm的中红外波段,透过率约为80;,具有很好的红外光学性能.     

新型红外非线性光学晶体LiGaTe2的多晶合成与晶体生长

采用直接合成方法无法得到纯相的碲镓锂( LiGaTe2)多晶原料,因此提出了两步合成法进行LiGaTe2多晶原料合成,即先合成二元相Ga2Te3,再以Ga2Te3、Li、Te为原料按化学计量比配料在较低温度(850℃)下合成纯相的碲镓锂多晶料,并对具体的反应机理进行了讨论.对所得碲镓锂多晶料进行了XRD分析,结果显示合成的多晶为单相高纯LiGaTe2.差示扫描量热分析(DSC)表明,LiGaTe2的熔点为674.78℃.初步开展了LiGaTe2晶体的生长研究,对晶体生长结果进行了探讨.     

中红外激光晶体Dy:PbGa2S4的生长与器件制备

镝掺杂硫镓铅(Dy:PbGa2S4,Dy:PGS)晶体是一种性能优良、具有潜在应用价值的中红外激光介质材料.为推动该晶体的实用化研究,迫切需要制备出大尺寸高品质Dy:PGS单晶.本研究采用自制的双温区管式炉成功合成Dy:PbGa2S4多晶,单次合成量达到230 g;首次采用竖直梯度冷凝法制备该晶体并成功生长出大尺寸高质量Dy:PbGa2S4单晶,尺寸达到φ27 mm×100 mm;通过切割和抛光等处理工艺,成功加工出Dy:PbGa2S4晶体器件,为下一步的激光应用研究打下了坚实基础.     

新型激光上转换晶体Ba2ErCl7的原料合成和晶体生长

本文报道了用Er2O3,BaCl2.2H2O和NH4Cl直接合成新型激光上转换晶体Ba2ErCl7的原料和单晶生长方法.差热分析(DTA)测得其熔点为643.7℃.能谱分析(EDS)结果显示Ba∶Er＝2∶1,扫描电镜(SEM)显示出晶体的结晶习性.分别用Czochralski和Bridgman方法得到厘米级单晶.晶体在808nm LD激光下产生强上转换绿色激光,阈值低.文中还讨论了合成反应的机理和晶体产生开裂的原因.     

Yb∶KGW激光晶体原料制备与单晶生长

Yb∶KGW晶体在可调谐微片激光器中有重要的应用价值。本文研究了Yb∶KGW多晶粉料的合成温度及烧结时间 ,确定在 90 0℃经 1 2h烧结合成Yb∶KGW多晶粉料。通过对K2 WO4和K2 W2 O7两种助溶剂性能及生长温度曲线的对比分析 ,选择K2 W2 O7作助溶剂 ,设计合理的工艺参数 ,采用熔盐法生长了新型的稀土激光晶体Yb∶KGW。对晶体粉末进行XRD图谱测试 ,判定所生长的晶体为 β Yb∶KGW ,经TG DTA分析 ,确定其熔点为 1 0 86℃ ,相变温度为1 0 2 1℃。     

中红外波段激光晶体的研究进展

2～5μm中红外波段激光在定向红外对抗、反恐、生物医疗、环境监测、光通讯、强场物理、激光聚变等方面有重要应用,还可用作5～20μm中远红外激光输出的泵浦光源。从1μm的Nd³⁺和Yb³⁺,1.5μm的Er³⁺,2μm的Tm³⁺和Ho³⁺,2～3μm的Tm³⁺和Cr²⁺,3μm的Er³⁺、Ho³⁺、U⁴⁺和Dy³⁺,到4μm的Fe²⁺和Ho³⁺,再到大于4μm的Dy³⁺、Er³⁺和Pr³⁺等,不断向中波红外方向拓展,是激光晶体发展的前沿。本文综述了近几年中红外波段激光晶体的研究现状,并对其未来发展进行了简要评述。文中还涉及到部分透明陶瓷的工作。     

Er∶Yb∶YCOB晶体制备及其激光二极管抽运激光特性

研究了Er∶Yb∶YCa4O(BO3)3(简称Er∶Yb∶YCOB)的多晶制备和单晶生长,用提拉法生长出光学质量优良的Er∶Yb∶YCOB单晶,测量了其吸收光谱和荧光光谱,分析了其能级和泵浦原理,并进行了以激光二极管为抽运源的激光试验,实现了Er∶Yb∶YCOB晶体的在1.55μm附近110mW的激光输出,且斜效率达18.9;.     

双温区热扩散掺杂Fe2+∶ZnSe激光晶体的制备及激光输出性能

本文以CVD ZnSe晶片为基质材料,以FeSe粉末为掺杂物,采用双温区热扩散掺杂技术获得了尺寸为Ø22 mm×4 mm的Fe²⁺∶ZnSe激光晶体。通过二次离子质谱(SIMS)测试该晶体样品表面铁离子浓度为3.43×10¹⁸ cm^-3,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析了晶体样品中铁元素的离子价态。采用UV/Vis/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe²⁺∶ZnSe激光晶体的透过谱图。测试结果显示,在3.0 μm处出现了明显的Fe²⁺吸收峰,峰值透过率为5.5%。以波长为2.93 μm的Cr, Er∶YAG激光器为泵浦源,温度77 K时抽运尺寸10 mm×10 mm×4 mm的 Fe²⁺∶ZnSe晶体,获得了能量为191 mJ、中心波长4.04 μm的中红外激光输出,光光转换效率13.84%。     

Crystal growth and spectral analysis of Dy3+ and Er3+ doped KPb2Cl5 as a mid‐infrared laser crystal

This paper reports crystal growth and optical characteristics of dysprosium (Dy³⁺) and erbium (Er³⁺) doped mid‐infrared laser crystal ternary‐potassium‐lead‐chloride (KPb₂Cl₅). Two transparent crystals with good optical quality have been grown successfully by using the Bridgman technique,the largest crystal size reaches up to ∅︁10×60mm². Measurements of X‐ray diffraction(XRD) and absorption spectra were carried out. Based on Judd‐Ofelt theory, the intensity parameters Ω_t(t=2,4,6), the experimental and theoretical oscillator strengths have been obtained.The intensity parameters Ω_t(t=2,4,6) of Er³⁺:KPb₂Cl₅ were calculated to be Ω₂=5.10×10^‐20 cm², Ω₄=1.25×10^‐20 cm², Ω₆=0.83×10^‐20 cm², and the values for Dy³⁺:KPb₂Cl₅ were calculated to be Ω₂=6.26×10^‐20 cm², Ω₄=2.45×10^‐20 cm², Ω₆=0.04×10^‐20 cm² respectively. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Er,Yb:KGd(WO4)2激光晶体的生长

采用顶部籽晶熔盐法,以K2WO4为助熔剂生长出铒、镱共掺钨酸钆钾[Er,Yb：KGd（WO4）2简称Er,Yb：KGW]激光晶体。XRD分析结果表明晶体为低温相Er,Yb：KGW晶体,即β-Er,Yb：KGW晶体。通过差热分析测量,确定其相变温度和熔点分别为1020℃和1080℃。测量了晶体190-2000nm的室温透过光谱,结果表明除980nm的吸收谱带是Er^3＋离子和Yb^3＋离子的共同谱带之外,其余均属于Er^3＋离子。     

Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体的生长及其吸收特性

应用中频感应提拉法成功生长出新型的Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体.研究了室温下晶体的吸收光谱性能.结合Er3+:Y3Al5O12晶体的光谱,并利用调Q判据对Co2+,Er3+:Y3Al5O12晶体调Q特性进行了简单的分析.结果表明Co2+,Er3+:YAG晶体是一种很有潜力的自调Q激光晶体.     

正钒酸钙晶体原料的合成与生长

本文通过固相合成方法直接合成正钒酸钙晶体原料.并用红外光谱、X射线多晶粉末衍射对所合成的原料进行表征.结果表明,固相合成法可获得纯度较高的正钒酸钙晶体原料.使用该方法合成的原料采用Czochralski高温提拉法生长出φ20mm×25mm的Ca3(VO4)2单晶.     

Er：Yb：YCOB晶体制备及其激光二极管抽运激光特性

研究了Er：Yb：YCa4O(BO3)3(简称Er：Yb：YCOB)的多晶制备和单晶生长，用提拉法生长出光学质量优良的Er：Yb：YCOB单晶，测量了其吸收光谱和荧光光谱，分析了其能级和泵浦原理，并进行了以激光二极管为抽运源的激光试验，实现了Er：Yb：YCOB晶体的在1．55μn附近110mW的激光输出，且斜效率达18．9％。     

PIMNT单晶生长用多晶料的固相合成

以In2O3、Nb2O5、4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O、TiO2、PbO为初始试剂,先合成出前体化合物MgNb2O6和InNbO4;按照0.25Pb( In1/2 Nb1/2) O3-0.44Pb( Mg1/2 Nbv3)O3-0.31PbTiO3的组分比例,添加1.5 mol％过量PbO,通过高温固相反应合成出PIMNT多晶料.X射线粉末衍射、差热/热重分析表明,PIMNT多晶系钙钛矿结构的固溶体化合物.采用本实验合成PIMNT多晶料锭,通过坩埚下降法成功生长出25mm直径的PIMNT单晶,证实采用预先合成多晶料有助于钙钛矿相PIMNT单晶的稳定生长.     

原料对DKDP晶体生长习性及光学性能的影响

通过传统降温法,利用不同原料从氘化程度为85;的溶液中生长DKDP晶体并对加工样品进行了相关测试.研究了不同原料对DKDP晶体的生长和光学性能的影响.实验表明:采用高纯原料所得DKDP晶体的光学性能提高,但其晶体生长容易出现外扩现象.     

氟化钙晶体生长的研究进展

随着深紫外光刻技术的发展,透光范围宽、透过率高的CaF2晶体成了人们关注的焦点,其尺寸和质量得到了不断的提高.结合CaF2的基本性质,综述了CaF2晶体的主要生长方法及存在的问题.从原料的纯化处理到晶体的光学加工,归纳总结了提高紫外级CaF2晶体的尺寸、质量和产率的有效措施.