[发明专利]镱掺杂硼酸钇钙可调谐激光晶体及其制备和应用

说明书

技术领域：

本发明涉及晶体材料领域，特别涉及一种可调谐激光晶体。

背景技术：

在激光技术及其应用中，1微米波长处可调谐的激光光源是十分重要的，从工业上的激光测量、加工和科学技术上采用的多种相干光源到军事上的定向，测距，跟踪，制导和激光在国民经济许多领域的应用中无不采用这种激光。

Ca₃Y₂(BO₃)₄晶体结构属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为：a＝7.1690(4)，b＝15.4758(8)，c＝8.5587(6)，V＝949.55(10)3，M_r＝537.51，Z＝2，D_c＝3.8g/cm³。Ca₃Yb_xY_2-x(BO₃)₃晶体(x＝0.05-0.20)具有良好的物化性能，不潮解，硬度高，晶体从850nm到1000nm存在着一个宽带吸收峰，峰值波长为977nm，其FWHM是12nm；从927.95nm到1102.7nm存在着一个宽带荧光发射峰，峰值波长为1025nm，其半高宽FWHM为98nm，作为激光增益介质，有利于采用LD泵浦，并且可以在＞1000nm～1100nm波段产生可调谐激光输出。

发明内容：

本发明的目的在于公开一种能够实现1000nm～1100nm波段可调谐激光输出一种可调谐激光晶体。

本发明提供的Yb:Ca₃Y₂(BO₃)₃晶体，采用Ca₃Y₂(BO₃)₄晶体为基质晶体，Yb³⁺作为激活离子。

采用提拉法生长Yb:Ca₃Y₂(BO₃)₃晶体，所用的原料是H₃BO₃，CaCO₃和Gd₂O₃，Er₂O₃，Tm₂O₃，Yb₂O₃。

把原料装入铱坩埚内，为了避免铱坩埚的氧化，首先把炉子内的气体抽出，再把氮气充入，然后升温到比熔点高的温度，恒温使得原料熔化完全。然后在铂-铱丝上自然成核结晶，并开始生长。生长结束后，将晶体提离液面，然后退火降至室温，可得到透明晶体。

切割加工出一定尺寸、优质的Ca₃Yb_xY_2-x(BO₃)₃晶体，并进行吸收和发射光谱的测试研究，确定具体的泵浦源和激光发射波长，针对这些波长数据，进行谐振腔腔镜的镀膜，设计出合适的激光谐振腔，采用包括LD在内的合适泵浦源，进行激光实验，实现1000nm～1100nm波段可调谐激光输出。

在激光技术及其应用中，1000nm～1100nm波长处可调谐的激光光源是十分重要的，从工业上的激光测量、加工和科学技术上采用的多种相干光源到军事上的定向，测距，跟踪，制导和激光在国民经济许多领域的应用中无不采用这种激光。

附图说明：

附图为Ca₃Yb_xY_2-x(BO₃)₃晶体激光实验示意图。

具体实施方式：

实施例一：

晶体提拉法生长所用的仪器是DJL-400的中频提拉炉，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。所采用的坩埚是Ф55mm×30mm的铱坩埚，所用的原料是分析纯的H₃BO₃，CaCO₃和4N级的Y₂O₃，Er₂O₃，Tm₂O₃，Yb₂O₃。根据下列化学反应式配制原料：