[发明专利]一种蓝绿可见波段的可调谐激光晶体材料掺镍四氯锌化钾

说明书

技术领域

本发明涉及激光晶体材料领域。

背景技术

探索和发展可见光波段的可调谐激光晶体和激光器是目前受人们关注的研究课题之一。目前，全固态的蓝绿色波段激光光源在工农业、军事和国民经济建设上都有着广泛的应用。在国防上，可研制出基于新的物理机理的水下目标探测、控制、通信等新型装备，广泛地应用于海军的武器装备上，在民用上，在高密度光存储、数字视频技术、彩色激光显示、海洋水色和海洋资源探测和激光制冷等领域有着广泛的应用前景。

K₂ZnCl₄属于正交晶系，空间群为Pna2₁，晶胞参数为：a＝2.725nm，b＝1.257nm，c＝0.7239nm，Z＝12，它的透过波段为0.3～16μm，最大声子能量<200cm^-1，是一种良好的上转换激光基质材料。Ni²⁺激活的激光晶体可以产生近红外和可见光波段的可调谐激光，例如Ni:MgF₂晶体已经成功地实现了近红外波段的可调谐激光输出。目前还未见有K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体的相关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于公开一种能够实现400nm～520nm蓝绿可见波段的可调谐上转换激光输出的激光晶体材料K₂ZnCl₄:Ni²⁺。

实现本发明目的技术方案：

1.一种蓝绿可见波段的可调谐激光晶体材料掺镍四氯锌化钾，该晶体材料的化学式为K₂ZnCl₄:Ni²⁺。

2.一种项1的激光晶体材料的制备方法，采用KCl、NiCl₂·H₂O和ZnCl₂·H₂O作为原料，加热去水，然后通过高温固相反应获得K₂ZnCl₄:Ni²⁺原料，采用提拉法生长晶体。

3.一种项1的激光晶体材料的用途，该材料用于实现400nm～520nm蓝绿可见波段的可调谐上转换激光输出。

K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体在400nm～520nm波段有一个较强的宽带上转换荧光发射峰(如图1所示)，其峰值波长为450nm，有望实现400nm～520nm蓝绿可见波段的可调谐上转换激光输出，而且它在600nm～800nm波段有一个较强的宽带吸收峰(如图2所示)，其峰值波长为653nm，可适用于商用的LD激光光源的抽运。

附图说明

图1K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体的室温荧光谱图；图2为K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体的室温吸收光谱图；图3为激光实验装置。

具体实施方式：

实施例一：K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体的生长制备

先对原料KCl、NiCl₂·H₂O和ZnCl₂·H₂O进行处理：分别将适量分析纯的KCl、NiCl₂·H₂O和ZnCl₂·H₂O原料放入烧结炉中，加热到300℃去水，然后将温度降下来，把原料存放于干燥箱中备用。然后按照下面的化学反应式中的比例称料，在干燥操作箱中研磨混合均匀，压片后装入刚玉坩埚，放置于高温烧结炉，通过高温固相反应获得K₂ZnCl₄:Ni²⁺原料。

x＝0.05at％～1at％。把原料研磨、混合均匀，压片，装入Φ55mm×30mm的刚玉坩埚中，置放于提拉炉中，升温至原料完全熔化，然后采用铂金丝引晶，降温生长晶体，籽晶杆的旋转速率为8～12rpm，提拉速率为0.8～1.2mm/h，晶体生长结束后，以10℃/h～30℃/h的速率缓慢退火至室温，可得尺寸为Φ45mm×25mm的优质K₂ZnCl₄:Ni²⁺晶体。