[发明专利]一种掺镱晶体及其生长方法和应用

权利要求书

1.一种掺镱晶体，其特征在于，所述掺镱晶体的分子式为Ca_3-3xYb_3xRGa₃Si₂O₁₄，R为Nb离子或Ta离子，Yb离子的掺杂浓度为0.1–50at.％。

2.根据权利要求1所述的一种掺镱晶体，其特征在于，x的取值范围为0.001-0.5。

3.根据权利要求1所述的一种掺镱晶体，其特征在于，Yb离子的掺杂浓度为0.5–15at.％，x的取值范围为0.005-0.15。

4.根据权利要求1所述的一种掺镱晶体，其特征在于，所述掺镱晶体为Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶体或Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶体，所述Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶体的I类相位匹配的切割角为(θ,φ)，θ的取值范围为31.0°—41.0°，φ的取值范围为25.0°—35.0°，所述Ca_3-3xYb_3xNbGa₃Si₂O₁₄晶体的II类相位匹配的切割角为(θ1,φ1)，θ1的取值范围为50.0°—60.0°，φ1的取值范围为(-5)°-5°；所述Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶体的I类相位匹配的切割角为(θ2,φ2)，θ2的取值范围为30.5°—40.5°，φ2的取值范围为25.0°—35.0°，所述Ca_3-3xYb_3xTaGa₃Si₂O₁₄晶体的II类相位匹配的切割角为(θ3,φ3)，θ3的取值范围为56.0°—66.0°，φ3的取值范围为(-5)°-5°。

5.权利要求1-4任一所述的一种掺镱晶体的生长过程，其特征在于，具体步骤包括：

(1)采用CaCO₃、R₂O₅、Ga₂O₃、SiO₂和Yb₂O₃作为原料，按照分子式Ca_3-3xYb_3xRGa₃Si₂O₁₄的化学计量比进行配料，R为Nb离子或Ta离子；

(2)在步骤(1)得到的原料中加入Ga₂O₃，每100g原料加入0.1-1.0gGa₂O₃；进一步优选的，每100g原料加入0.35g Ga₂O₃；

(3)将步骤(2)得到的加入Ga₂O₃后的原料进行研磨；

(4)混料12-36小时；

(5)将步骤(4)得到的原料压结成块；

(6)在1100-1250℃的温度下烧结5-30小时，充分反应后合成多晶料；进一步优选的，在1150℃的温度下烧结20个小时；

(7)将步骤(6)得到的多晶料放在单晶炉内进行生长，生长至所需要的尺寸后，将晶体提离液面，采用分阶段降温方法降至室温后将晶体取出。

6.一种可调谐的掺镱自倍频绿光激光器，其特征在于，包括从左至右依次沿光路安放的半导体激光泵浦源、谐振腔入射镜、自倍频激光晶体及谐振腔输出镜，所述自倍频激光晶体为权利要求1所述掺镱晶体，所述自倍频激光晶体在通光方向的长度为0.1-30mm，所述自倍频激光晶体的切割方向为所发射530nm激光的倍频相位匹配方向。