[发明专利]稀土及非稀土掺杂的铌酸盐及其混晶发光材料及熔体法晶体生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料和晶体生长领域，具体涉及稀土Ce、Pr、Nd、Sum、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb掺杂，以及非稀土Bi、Ti、Cr、Ta掺杂的铌酸钪、铌酸钇、铌酸镧、铌酸钆、铌酸镥及其混晶的发光材料，以及熔体法晶体生长方法。

技术背景

寻找新型优异性能激光材料、闪烁体材料是当前固体激光技术、核物理、核医学、激光医学等领域的重要课题。

在激光领域，YVO₄、GdVO₄是高效激光基质，且通常采用提拉法来进行生长，但由于生长过程中存在V的挥发，致使获得高质量大尺寸的晶体较为困难。另外，Ce、Pr、Nd、Sum、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm|、Yb离子是重要的激光激活离子，它们在紫外、可见和红外波段有很多重要的激光通道或发光波段，在通讯、存储、显示、激光医疗、科研等领域有非常重要的用途。例如：Yb³⁺的有近红外激光通道²F_5/2→²F_7/2，Nd³⁺有⁴F_3/2→⁴I_15/2、⁴I_13/2、⁴I_11/2、⁴I_9/2激光通道，Ho³⁺有⁵S₂→⁵I_5/2、⁵I₆→⁵I₇、⁵I₆→⁵I₈等激光通道，Er³⁺有⁴S_3/2→⁴I_9/2、⁴S_3/2→⁴I_13/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2、⁴I_9/2→⁴I_13/2、⁴I_13/2→⁴I_15/2等激光通道，Tm³⁺有¹G₄→³H₆、³F₄→³H₅、³F₄→³H₄、³H₄→³H₆等激光通道，Pr³⁺有¹D₁→³F₄、³P₀→³H₆、³P₀→³F₂、³P₁→³H₅、³P₀→³H₄等激光通道，Eu³⁺有⁵D₀→⁷F₂等激光通道。另外，Cr³⁺也是重要的激光激活离子，它的激光通道有²E→⁴A₂、⁴T₂→⁴A₂等。这些激光发射波长分布在可见到近红外波段，是工业、科研、医疗、信息和通讯等领域的重要光源。Ce、Pr、Nd、Sum、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm|、Yb、Cr、Ti、Bi、Ta离子掺杂的铌酸钪、铌酸钇、铌酸钆、铌酸镥及其混晶发光材料可作为激光晶体，它们在熔体法晶体生长中不存在明显的组分挥发，相对容易获得优质的大尺寸激光晶体。它们是具有优良性能的激光晶体发光材料。