液相外延生长Cr,Ca∶YAG晶体的光谱特性

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr ,Ca∶YAG晶体外延层 ,给出了Cr,Ca∶YAG晶体外延层在 5 0 0nm～ 15 0 0nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明 ,由外延方法获得的Cr,Ca∶YAG晶体吸收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同 ,但发现在 75 0nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格位的Cr5+ ,可以归属到电偶极容许的2 B1(2 E)→2 B2 (2 T2 )跃迁。     

Cr,Ca：YAG的液相外延生长

报道了可饱和吸收体Cr^4 :YAG的液相外延生长，对双掺杂Cr,Ca:YAG外延层的吸收特性进行了分析。通过对Cr离子掺杂浓度以及外延层厚度的控制，λ=1.064μm的饱和与非饱和透过度差△T可以在5％－30％的范围内进行调节，满足单片式被动调Q微晶片激光器对饱和吸收体的设计要求。分析结果同时表明外延Cr,Ca:YAG层中还有Cr^5 离子的存在。     

Tb^3＋：YAG单晶荧光层中掺杂Ga^3＋的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb^3 ：YAGG单晶荧光层，研究了Tb^3 激活YAG主晶格外延层中Ga^3 掺杂的荧光敏化效应，可以看到在Tb^3 荧光得到显著增强的同时，外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga^3 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽，并与Tb^3 的^7Fe6-^9E、^7E典型吸收峰发生交叠的现象，用基质与Tb^3 之间的声子耦合解释了上述Tb^3 ：YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

Ce:YAG晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能

采用温梯法生长了Ce:YAG晶体和真空烧结法制备了Ce:YAG透明陶瓷,并对晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能进行了对比研究.Ce:YAG晶体和陶瓷都具有位于230,340和460 nm波段的Ce³⁺离子的特征吸收带和540 nm附近的发射峰,但Ce:YAG晶体同时存在296和370 nm的色心吸收,其发射峰位于398 nm,而透明陶瓷中不存在.Ce:YAG晶体和陶瓷的X射线荧光中均存在520 nm附近的Ce³⁺离子发射,但晶体中还存在由反格位缺陷引起的300 nm 关键词： Ce:YAG 闪烁晶体 透明陶瓷     

用Cr^4＋：YAG晶体实现Nd^3＋：YAG0.946pμm激光被动调Q运转

以Cr4^ :YAG晶体作为可饱和吸收体，氙灯作为抽运源，实现了Cr4^ :YAG晶体在0．946μm波长处的调Q运转。激光脉冲宽度为38ns，能量为1．7mJ。     

飞秒脉冲激光对YAG晶体的辐照作用的研究

采用波长为800nm，脉冲宽度为120fs的飞秒激光对提拉法和温梯法生长的YAG晶体进行辐照。并对辐照后的样品进行吸收光谱及电子顺磁共振谱(EPR)的检测。结果表明，提拉法的晶体在经过辐照后，255nm吸收峰减弱，同时在370nm处产生新的宽峰吸收，其产生原因是由于样品内部分Fe^3 转化成Fe^2 ，并有少量F^ 心生成。对比两种不同方法生长的晶体，温梯法生长的YAG晶体的抗激光辐照能力略优于提拉法生长的晶体。     

Cr,Ca∶YAG的液相外延生长

报道了可饱和吸收体Cr4+∶YAG的液相外延生长 ,对双掺杂Cr ,Ca∶YAG外延层的吸收特性进行了分析。通过对Cr离子掺杂浓度以及外延层厚度的控制 ,λ =1.0 6 4μm的饱和与非饱和透过率差ΔT可以在 5 %～ 30 %的范围内进行调节 ,满足单片式被动调Q微晶片激光器对饱和吸收体的设计要求。分析结果同时表明外延Cr,Ca∶YAG层中还有Cr5+离子的存在     

Tb3+∶YAG单晶荧光层中掺杂Ga3+的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb3 + ∶YAGG单晶荧光层 ,研究了Tb3 + 激活YAG主晶格外延层中Ga3 + 掺杂的荧光敏化效应 ,可以看到在Tb3 + 荧光得到显著增强的同时 ,外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga3 + 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽 ,并与Tb3 + 的7F6 9E、7E典型吸收峰发生交叠的现象 ,用基质与Tb3 + 之间的声子耦合解释了上述Tb3 + ∶YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

Cr, Ca∶YAG晶体中四价Cr4+中心的晶场特性

综合分析了铬钙离子共掺钇铝石榴石晶体(Cr, Ca∶YAG)可见光-近红外区的室温吸收光谱, 其中四配位和六配位的四价Cr4+离子光谱成分是共存的, 拟合得到的晶场参数符合光谱学的理论和实验规律, 并且这两类Cr4+中心的晶场性质均受到晶体中二价补偿离子Ca2+的影响.     

Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移

通过对Cr:YAG、Tm:YAG和Cr,Tm:YAG晶体吸收光谱和发射光谱的比较,研究了Cr,Tm:YAG晶体中的能量转移过程.指出Cr3+→Tm3+能量转移过程中,无辐射能量转移占绝对优势.     

高浓度掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）晶体的光谱与激光特性

测量了高掺杂浓度Nd:YAG晶体的吸收光谱和荧光寿命,晶体的主吸收峰在808nm处,Nd掺杂的摩尔分数为0．030的Nd:YAG晶体的吸收系数高达20．7cm^-1,荧光寿命为150us,存在浓度猝灭,进行了钛宝石激光抽运高掺杂浓度Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的激光性能对比实验,所用Nd:YAG晶体摩尔分数为0．020和0．025,激光斜率效率分别为29．7％和32％,Nd:YVO4晶体摩尔分数为0．030,激光斜率效率为34．7％,表明了高浓度Nd:YAG晶体在激光性能上与高浓度的Nd:YVO4晶体相当。     

Yb:YAG的晶体生长和光谱参数计算

用提拉法生长了质量优良的大尺寸Yb :YAG晶体 ,在室温下测量了它的 2 0 0～ 30 0 0nm的吸收光谱。在 2 0 0～ 390nm范围内 ,晶体的吸收来自基质YAG ;在 390～ 30 0 0nm范围内 ,仅有Yb3 + 的特征吸收。Judd Ofelt理论计算的结果表明 ,(2 4at% )Yb :YAG的电偶极子的吸收、发射振子强度分别为 3 5 8× 10 -6,4 77× 10 -6,吸收、发射跃迁几率分别为每秒 879,1171。磁偶极子的吸收、发射振子强度分别为 3 32×10 -7,4 4 3× 10 -7,吸收、发射跃迁几率分别为每秒 82 ,10 9;2 F5/ 2 能级寿命为 781μs。     

940nm激光二极管泵浦Yb:YAG晶体产生蓝光

近来, 940nm激光二极管泵浦Yb:YAG晶体产生1 030nm受激发射十分引人注目.已经研制了1 030nm高功率Yb:YAG激光器.     

Cr3+:GdAl3(BO3)4晶体生长和光谱特性的研究

采用顶部籽晶法从K2 Mo3 O10 B2 O3 助熔剂体系生长出尺寸为 30mm的Cr3 :GAB晶体 ,吸收谱测试表明 :Cr3 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带及一个微弱的吸收线 ,两宽带中心的波长为 4 2 0和 5 95nm ,对应于 4A2 →4T1和4A2 →4T2 两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁 ,在4A2 →4T2 吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰 ,其波长为 6 81nm ,对应于 4A2 → 2 E(R线 )的跃迁。荧光测试表明 :Cr3 :GdAl3 (BO3 ) 4(CGAB)晶体荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存 ,宽带范围为 6 5 0～ 85 0nm ,峰值波长为 72 3nm ,对应于4T2 → 2 E ,4A2 的联合能级跃迁 ,荧光线峰波长约为 70 0nm ,其强度较弱。计算了晶场强度和Racah参数 ,其中Dq/B =2 371,晶体属于中阶场介质。研究表明 ,CGAB晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求 ,且有良好的物化性能 ,可以实现宽频带可调谐激光输出。它又具有较大的倍频系数 ,有望实现 35 0nm附近紫外的自倍频激光输出。     

LiNbO3:Cr:ZnO晶体生长和光谱特性的研究

采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为φ20 mm×50 mm的优质LiNbO3:Cr:ZnO(CZLN)晶体,其光学均匀度为7.59(10-5).进行了吸收和荧光光谱的测定研究.吸收谱测试表明:Cr3 离子在晶体中有2个宽且强的吸收带及1个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为480和660 nm,对应于4A2→4T1和4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,在4A2→4T2吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰,其波长为727nm,对应于4A2→2E(R线)的跃迁.荧光测试表明:当激发波长为660 nm时,CZLN晶体荧光宽带和1个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为802～988 nm,峰值波长为871 nm,对应于4T2→2E,4A2的联合能级跃迁,荧光线峰波长约为754 nm,其强度较弱,相应于2E→4A2(零声子线)能级跃迁.计算了晶场强度和Racah参数,其Dq/B=2.72,晶体属于强场介质.研究表明,CZLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出.它又具有较大的倍频系数,有望实现420 nm附近紫外的自倍频激光输出.     

Cr3+离子激活的YAG外延单晶荧光层

Cr3+ 离子掺杂YAG外延层 (Cr3+ ∶YAG)的发光呈宽带谱特征 ,荧光色度坐标为x=0 .6 5 5 1、y =0 .2 949,在CIE1931色度图上相当于主波长λ≈ 6 38nm的红色光 ,并且具有较高的色饱和度 ,其发光谱中引人注目之处还在于荧光主峰的位置均在波长较长的λmax≈ 6 89nm和 70 9nm附近 ,是一种能够实现长波长 (λ≈ 70 0nm)红色光输出的单晶荧光体 ,可用作非晶硅液晶光阀投影仪的高分辨率写入光源。     

Cr^4＋：YAG能级结构的全量子力学计算

采用基于分子轨道理论CIS(Configuration Interaction of Singly Substitution)的全量子力学方法计算了掺杂Ca和Cr离子的YAG晶体中[CrO4]^4-团簇离子的能级结构。结果给出了Cr^4 团簇20个谱项能级随Cr-O键距的变化，对比表明在间距为173pm时，能级结构在可见光及近红外范围的主要光谱特征与实验结果符合得较好。     

Ce^3＋离子敏化Eu^3＋：Cr^3＋：Sm^3＋：YAG外延层的荧光现象

对Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层中的荧光敏经现象进行了报道和分析，在较高浓度的Ce^3 离子掺杂时，外处层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线，可解释为在Ce^3 离子每化作用下，Eu^3 离子产生了由高位激发态能级^5Di(i=1,2,3）直接到基态能级^7Fj(j=0,1,2,3）的辐射跃迁过程，并且这种Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料。     

Yb：Y3A15O12晶体晶格振动光谱的研究

采用提拉法生长Y3A15O12（YAG）晶体和Yb^3＋掺杂原子数分数分别为5％，10％，15％，20％，25％，50％N100％的Yb：Y3A15O12（Yb：YAG）晶体。系统表征和分析了Yb^3＋掺杂浓度对拉曼光谱的影响。随着Yb^3＋掺杂浓度的增加，晶体的振动模式没有明显的变化，晶体结构没有改变；在370cm^-1和785cm^-1附近，振动吸收峰的半峰全宽逐渐增大。分析得出，Yb抖掺杂浓度对晶体的晶格、对称性、荧光寿命均有影响，从而可能影响到晶体的光谱和激光性能。     

Yb:Y3Al5O12晶体晶格振动光谱的研究

采用提拉法生长Y3Al5O12(YAG)晶体和Yb3 掺杂原子数分数分别为5%,10%,15%,20%,25%,50%和100%的Yb:Y3Al5O12(Yb:YAG)晶体.系统表征和分析了Yb3 掺杂浓度对拉曼光谱的影响.随着Yb3 掺杂浓度的增加,晶体的振动模式没有明显的变化,晶体结构没有改变;在370 cm-1和785 cm-1附近,振动吸收峰的半峰全宽逐渐增大.分析得出,Yb3 掺杂浓度对晶体的晶格、对称性、荧光寿命均有影响,从而可能影响到晶体的光谱和激光性能.