[发明专利]一种掺镱硼酸锶镧钇混晶激光晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种掺镱硼酸锶镧钇混晶激光晶体及其制备方法和应用，掺镱硼酸锶镧钇混晶激光晶体的分子式为Sr₃Y_xLa_yYb_2‑x‑y(BO₃)₄，其中x＝0～2，y＝0～2，Yb³⁺离子的掺杂浓度为5at.％至30at.％。实验结果表明所制备的Sr₃Y_xLa_yYb_2‑x‑y(BO₃)₄混晶性能介于Yb:Sr₃Y₂(BO₃)₄和Yb:Sr₃La₂(BO₃)₄两种晶体之间，较Yb:Sr₃La₂(BO₃)₄晶体具有更大的无序度，采用锁模技术，有望获得更短的超短脉冲激光输出。

技术领域

本发明属于激光晶体材料领域，具体涉及一种激光晶体的制备方法和应用以及在固体激光器中的应用。

背景技术

激光被称为20世纪最伟大的发明之一，也在近50年的时间之内被广泛的研究的一种技术，在军事，医疗，测距，定位等领域都有着重要的作用。目前常用的激光器包括固体激光器，液体激光器，气体激光器，半导体激光器。而其中固体激光器因为体积较小，使用便捷，可以实现较大的激光输出而被广泛的应用于各种场合。而激光器的核心正是增益介质。

增益介质主要包括两部分：激活离子和介质材料，激光的吸收光谱，发射光谱，荧光寿命等激光性能都和激活离子的能级所决定。目前常见的激活离子主要由稀土离子或者过渡金属离子。介质材料则基本上决定了增益材料的理化性质。常见的介质材料有晶体，玻璃以及陶瓷。其中激光晶体是研究目前的固体激光器的热点，因为其独有的稳定性，物理化学特性包括较高的导热系让激光晶体成为了研究的热点，高功率，高能量的激光是研究中的热门研究方向，其面对的是先进制造技术和激光武器，其对晶体的综合要求较高，尤其是物理化学特性，除此以外，短脉冲，宽谱带也是激光晶体中追求的重点。而无序晶体则因为不同离子的在同一位置出现，让光谱可以加宽，同时本身的物理化学性质也比较优异，获得了很多研究者的青睐。

发明内容

发明的目的是为了提供一种产生了1微米超短脉冲的激光晶体材料，材料的无序度更大，之后通过锁模技术更有利于产生超短的脉冲激光。

为了达到上述的技术效果，本发明采用以下技术方案：

一种掺镱硼酸锶镧钇激光晶体，该激光晶体为Yb³⁺离子掺杂的Sr₃(Y,La)(BO₃)₄，该晶体的分子式为Sr₃Y_xLa_yYb_2-x-y(BO₃)₄，其中x＝0～2，y＝0～2，Yb³⁺离子的掺杂浓度为5at.％至30at.％。at.％的含义为原子数百分比含量。其中经过多次实验的验证，当x＝0～2，y＝0～2，Yb³⁺的掺杂浓度为0～30at％晶体的质量最好。晶体的分子式中x≠0，y≠0。

进一步的技术方案是，所述的掺镱硼酸锶镧钇激光晶体中，Y、La元素会被Yb³⁺所取代。

本发明还提供了所述的掺镱硼酸锶镧钇激光晶体的制备方法，所述的掺镱硼酸锶镧钇激光晶体由下述原料通过固相反应得到混晶后再采用提拉法制备而成：