[发明专利]一种全固态光色晶体材料激光卡及其制备和使用方法

说明书

一种全固态光色晶体材料激光卡及其制备和使用方法，本发明涉及激光卡及其制备和使用方法。本发明是要解决现有的激光纸存在的烧灼过程产生有害气体、不可重复使用及探测设备昂贵易损的技术问题。本发明的激光卡是经过抛光并被辐照至饱和发暗状态的掺稀土/过渡金属元素的铌酸锂单晶片或者是透明或非透明的弛豫铁电陶瓷片。制法：将掺稀土/过渡金属元素的铌酸锂单晶或弛豫铁电陶瓷块体切成薄片并抛光，然后辐照至抛光片达到饱和发暗状态，得到激光卡。用法是将激光卡放置在红外激光所投射之处被红外激光辐照，即在激光卡上得到漂白图案，该漂白图案即为红外激光的光斑图样，得出红外激光的横模模式。可用于研究复杂空间结构激光的模式。

技术领域

本发明涉及激光卡及其制备和使用方法。

背景技术

近年来，复杂空间模式的激光研究与应用掀起热潮，激光模式的研究包括沿轴向的纵模研究和垂直于轴向的横模研究，纵模即激光的频率，横模表现为不同的光斑图样，也就是光强的空间分布，其中现有的对于激光光强的空间分布考察是采用激光纸，将激光照射在激光纸上，通过激光烧灼激光纸产生的图案来表示激光光斑图样，这种激光纸在烧灼过程中，会释放难闻有害的气体，而且这种制备记录层的纸为一次性使用，同时在探测时还要用价格昂贵的红外成像的探测阵列来辅助观察。而且这种价格昂贵的红外成像的探测阵列很容易被强激光辐照损坏，现在亟需分辨率高的红外激光模式检测的新手段。

发明内容

本发明是要解决现有的激光纸存在的烧灼过程产生有害气体、不可重复使用及探测设备昂贵易损的技术问题，而提供一种全固态光色晶体材料激光卡及其制备和使用方法。

本发明的全固态光色晶体材料激光卡是掺稀土/过渡金属元素的铌酸锂单晶片，或者是弛豫铁电陶瓷片，单晶片或陶瓷片的表面粗糙度Ra<0.1μm，单晶片或陶瓷片用波长从300nm至450nm的超带隙的紫外光到近带隙的短波可见光进行辐照至饱和发暗状态。

更进一步地，掺稀土/过渡金属元素的铌酸锂单晶是掺杂一种稀土元素或多种稀土元素，或同时掺杂过渡金属元素的铌酸锂单晶，以达到在制备激光卡目标波段对红外光辐照有良好吸收，进而产生灵敏快速的漂白作用。

更进一步地，弛豫铁电陶瓷是非透明锆钛酸铅铁电陶瓷(Pb(Zr1-xTix)O₃)，其中x的取值范围0≤x≤0.52；或者弛豫铁电陶瓷是透明的锆钛铌镱酸铅镧Pb_0.90La_0.10[(Yb_1/2Nb_1/2)_0.15(Zr_0.425Ti_0.575)_0.85]_0.975O₃；或者弛豫铁电陶瓷是透明的锆钛酸铅镧(Pb_1-xLa_x)(Zr_yTi_1-y)_1-x/4O₃，其中x＝0.1,y＝0.65；或者弛豫铁电陶瓷是以PbMg_1/3Nb_2/3O₃的质量百分比为71％、钛酸铅的质量百分比为29％形成的PbMg_1/3Nb_2/3O₃与PbTiO₃的透明的固溶体。

更进一步地，弛豫铁电陶瓷的其带隙宽度Eg＝3.0～4.5eV，居里温度为10～135℃；

更进一步地，饱和发暗状态是指透明的掺稀土/过渡金属元素的铌酸锂单晶片或透明的弛豫铁电陶瓷片的透射率下降30％～50％；非透明铁电陶瓷薄片的漫反射率下降20％～50％。可采用波长从300nm至450nm的超带隙的紫外光到近带隙的短波可见光进行辐照实现。

所述的弛豫铁电陶瓷中晶粒直径在≤1μm的量级；