[发明专利]掺镱镥钆镓石榴石激光晶体及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种掺镱镥钆镓石榴石激光晶体，其特征在于该晶体的分子式为(Yb_yLu_xGd_1-x-y)₃Ga₅O₁₂，0<x<1,0.01≤y≤0.5，且x+y≤1。

2.如权利要求1所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体，其特征在于该晶体属于立方晶系，空间群为O_h(10)-Ia3d。其中，Yb³⁺和Lu³⁺都是取代晶体十二面体格位的Gd³⁺，其中Yb³⁺作为激活离子在激光二极管或者其他激光器泵浦下，可实现1μm附近连续和脉冲激光输出。

3.如权利要求1所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体，其特征在于分子式中x=0.05-0.25，y=0.05-0.45；优选的x=0.05，y=0.05-0.15。

4.一种掺镱镥钆镓石榴石晶体的制备方法，采用熔体提拉法生长，步骤如下：

（1）多晶料合成

按分子式(Yb_yLu_xGd_1-x-y)₃Ga₅O₁₂化学计量比，称取原料Yb₂O₃、Lu₂O₃、Gd₂O₃和Ga₂O₃，并在此基础上再使Ga₂O₃过量1-3wt.%，以按化学计量比计算得到的Ga₂O₃质量计；采用固相烧结法或液相法合成掺镱镥钆镓石榴石的多晶料；

（2）晶体生长

将制得的多晶料装入铱金坩埚中，装入提拉炉，抽真空，充保护气；升温使多晶料熔化，待熔体充分混合均匀后，下籽晶，开始生长晶体；提拉速度：0.5-5mm/小时，转速：5-60转/分钟；晶体生长至所需尺寸时，提脱晶体，以10-60℃/小时的速率降温到室温，出炉；出炉后的晶体在空气中进行退火，退火温度为1200-1500℃。

5.如权利要求2所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于步骤（1）中Ga₂O₃过量2wt.%。

6.如权利要求2所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于步骤（2）中充保护气是氩气或氮气。

7.如权利要求2所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述籽晶为Nd:GGG晶体。

8.如权利要求2所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体的制备方法，其特征在于步骤（2）中生长晶体时，提拉速度：1-3mm/小时，转速20-25转/分钟。

9.权利要求1或2所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体作为激光晶体材料的应用，包括如下任一种：

掺镱镥钆镓石榴石晶体作为产生连续激光输出的激光晶体的应用；

掺镱镥钆镓石榴石晶体作为产生调Q激光物质的应用；

掺镱镥钆镓石榴石晶体作为产生锁模激光物质的应用。

10.如权利要求9所述的掺镱镥钆镓石榴石晶体作为激光晶体材料的应用，其中，对掺镱镥钆镓石榴石晶体进行加工、抛光后使用，晶体的通光面为圆形或者方形，两端抛光。