[发明专利]一种高效抗辐射激光晶体及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于人工晶体材料领域，具体的说是一种高效抗辐射激光晶体及制造方法。

背景技术

在辐射环境和空间环境中应用的激光器会受到γ射线和宇宙射线等高能粒子的辐射，从而要求激光器具有抗高能射线辐射的能力，因此高效抗辐射激光材料对于辐射环境和空间环境激光技术的发展具有重要的意义。

钆钪镓石榴石晶体Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂(GSGG)是性能优良的激光工作基质，晶体结构属于立方晶系，可以采用熔体提拉法生长出高光学质量的单晶。Zharikov(E.V.Zharikov，et al.Effect of UV-and γ-irradiation on the lasing characteristics of neodymium lasers，Bull.Acad.Sei.USSR，Phys.SHo.，1984，48：103)等人的实验证明，Nd，Cr:GSGG激光器在受到紫外线或10Mrad的⁶⁰Coγ射线辐照后，其激光性能几乎不受影响，而Nd:YAG(Y₃Al₅O₁₂)激光器在受到1Mrad的γ射线辐照后，其激光输出下降了一个数量级。我们的⁶⁰Coγ射线辐照实验也证明了GSGG基质优良的抗辐射性能。文献(Y.N.Xu，et al.Electronic structure and bonding in garnet Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂，Gd₃Sc₂Al₃O₁₂ and Gd₃Ga₅O₁₂ compared to Y₃Al₅O₁₂，Physical Review B，2000，61：1817)对GSGG晶体抗辐射机制的研究认为，位于八面氧配位体中心的Sc原子与GGG、YAG晶体中相同位置的Ga和Al原子相比，具有较高的共价特点及键的有序性，使抵抗色心形成的能力增强，是GSGG晶体具有强抗辐射能力的主要原因。