[发明专利]一种钨酸盐激光晶体基质及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钨酸盐激光晶体基质及其制备方法，属于激光晶体材料领域。该钨酸盐晶体的化学式为：Na₅Gd(WO₄)₄，属于四方晶系I4₁/a空间群。其晶胞参数为α=β=γ=90°，a=11.4937Å，b=11.4937Å,c=11.3998Å,Z=4。还提供了上述钨酸盐激光晶体的制备方法，采用熔盐顶部籽晶法，以Na₂WO₄作为助熔剂，生长参数为：生长温度950‑1000℃，转速5‑20转/分钟，降温速率0.5‑2℃/天，生长出Na₅Gd(WO₄)₄晶体。本发明的晶体可以在固体激光器中作为激光工作物质使用。

技术领域

本发明属于光电功能晶体材料领域，具体涉及一种钨酸盐激光晶体基质及其制备方法。

背景技术

全固态激光器(DPL)具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，市场需求十分巨大。而其核心材料就是激光晶体介质材料，具有高效率，物化性能稳定，低的热耗散晶体成为当今研究热点，在高功率激光运转中常常有大量的热产生，这对晶体的热导率要求很高，而常常会导致晶体开裂，输出激光束质量显著下降。众所周知，热产生除了与晶体质量有关外，还以晶体内掺杂激活离子间的交叉弛豫带来的能量损耗，因此，寻找低能量损耗的晶体基质一直式研究重点。此外要求晶体具有稳定的激光质量输出。为了解决在高功率激光运转中常常有大量的热产生，这对晶体的热导率要求很高，而常常会导致晶体开裂，输出激光束质量显著下降，本发明提供一种钨酸盐激光晶体基质及其制备方法。

发明内容

本发明目的提供一种具有长阳离子间距的钨酸盐晶体材料，该钨酸盐晶体的化学式为：Na₅Gd(WO₄)₄，该晶体属于四方结构，空间群I4₁/a，与商用的KGd(WO₄)₂相比较其稀土离子Gd³⁺离子间距更长离子间的能量传递弱，因此能量耗散少，可实现高浓度发光离子的掺杂，效率更高。

本发明的目的是为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钨酸盐激光晶体基质，该钨酸盐激光晶体的化学式为：Na₅Gd(WO₄)₄。

该类化合物属于四方晶系，空间群为I4₁/a，晶体学参数见表1。其结构主要特征为孤立的[WO₄]^2-阴离子基团网格结构，金属离子Na⁺/Gd³⁺填充在由三维网格构建的空腔之中。

本发明还提供上述一种钨酸盐激光晶体基质的制备方法，该晶体采用熔盐顶部籽晶法生长，所用助熔剂为Na₂WO₄，所述溶质Na₅Gd(WO₄)₄与助熔剂摩尔比为5：1-2：1之间，按化学计量比称取Na₂CO₃，Gd₂O₃，WO₃原料，在玛瑙研钵中充分研磨；将上述混合料置入铂金坩锅中，生长温度950-1000℃，转速5-20转/分钟，降温速率0.5-2℃/天，最后生长出Na₅Gd(WO₄)₄晶体。

本发明的有益效果：