[发明专利]高温稀土氧化物激光晶体及其制备方法

权利要求书

1.稀土氧化物激光晶体，通式为：(Ln_xRe_1-x)₂O₃，0＜x＜0.3，

其中，Ln＝Yb，Nd，Tm，Er，Ho，Yb_yEr_1-y或Tm_yHo_1-y；0＜y＜1；Re＝Lu，Sc，Lu_zY_1-z或Sc_zY_1-z；0＜z＜1，晶体为立方晶系，空间群为Ia3，方铁锰矿结构。

2.如权利要求1所述的稀土氧化物激光晶体，其特征在于，

当Ln＝Nd，Re＝Lu或Sc时，(Ln_xRe_1-x)₂O₃中的0＜x＜0.05；

当Ln＝Yb，Re＝Lu或Sc时，(Ln_xRe_1-x)₂O₃中的0＜x＜0.3；

当Ln＝Er，Re＝Lu或Sc时，(Ln_xRe_1-x)₂O₃中的0＜x＜0.03。

3.如权利要求1所述的稀土氧化物激光晶体，其特征在于，是下列之一：

a.(Nd_xLu_1-x)₂O₃，x＝0.01，晶胞参数：熔点：2510℃，

b.(Ln_xSc_1-x)₂O₃，x＝0.01，晶胞参数：熔点：2450℃。

4.权利要求1所述的稀土氧化物激光晶体的制备方法，以Re₂O₃和Ln₂O₃为原料，采用光学浮区法生长，所用生长装置为光学浮区生长炉，采用四个氙灯加热，晶体生长步骤包括：

(1)按照(Ln_xRe_1-x)₂O₃式中各组分的摩尔比称量原料并混合均匀，放入Pt坩埚在1000～1100℃烧结，保温8h得多晶料，备用；

(2)用玛瑙研钵将多晶料磨碎，碾磨成微细颗粉，平均粒径4μm，分别取20-30g和15-20g料装入两个气球中；装好后抽真空，在68KN静水压制1-1.5分钟，制出两根直径相同、长度不同的圆棒，然后再在旋转烧结炉中1500℃烧4-5个小时，得多晶棒；

(3)在光学浮区生长炉中上、下料棒杆的位置上分别固定好长、短两根多晶棒，其中下面一根多晶棒为籽晶棒，上面一根多晶棒为料棒，用石英管将籽晶棒和料棒密封起来，按浮区生长炉设定的程序用4-4.5小时升温至2500℃，使作为籽晶棒的上端和其上方的料棒下端熔化接触，控制生长温度区间为2400-2500℃，设定晶体生长的提拉速度和转速，开始晶体生长；

(4)晶体生长完毕，经5-5.5小时缓慢降至室温，晶体出炉；出炉的晶体在1500℃的温度下退火30-32h，退火气氛为大气。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中晶体生长的提拉速度为5-8mm/h，转速20-30r/min。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的晶体生长在氧气保护气氛下进行，氧气纯度为99.9％，氧气通气量为50mL/min。

7.权利要求1～3任一项所述的稀土氧化物晶体用于制作激光器件。