[发明专利]一种掺镱硼酸锶钆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钆钇混晶激光晶体及其制备方法和应用，掺镱硼酸锶钆钇混晶激光晶体的分子式为Sr₃Gd_xY_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Sr₃Gd_xY_yYb_2‑x‑y(BO₃)₄混晶性能介于Yb:Sr₃Gd₂(BO₃)₄和Yb:Sr₃Y₂(BO₃)₄晶体之间，具有较宽的发射光谱，采用锁模技术，有望获得超短脉冲激光输出。

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

激光产生的机理在1917年被爱因斯坦所提出，之后在1960年，第一台激光器问世，在此以后，激光对人类认识世界做出了突出的贡献，对于光学技术也有很强的推动作用。此外，在等离子体物理，固体物理学等学科也有了非常强的。

在激光问世以后，人们便追求更高的激光能量输出，更短的激光脉冲，更大的激光峰值功率。在调Q技术出现以后，纳秒级别的激光脉冲输出成为可能。在锁模技术出现了以后，皮秒和飞秒级别的激光脉冲输出也成为了可能。超快激光因为其满足高的峰值出，光谱较宽，脉冲宽度狭窄的优点，在医学，军事，加工等领域都有着不错的应用前景，因而超快脉冲输出在很多波段的激光研究中都有所展开，成为一个重要的衡量指标。在80年代的时候，块状晶体的发展，使得固体激光器得到了快速的发展，宽光谱的激光晶体的出现进一步的带动了激光技术的发展。块状激光基体拥有导热系数高，热稳定性优良，可以持续稳定的进行工作等优点，对于全固态激光器的小型化，稳定化，高效化有着重要的应用前景。

发明内容

本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：

一种掺镱硼酸锶钆钇激光晶体，该激光晶体为Yb³⁺离子掺杂的Sr₃(Gd,Y)(BO₃)₄，该晶体的分子式为Sr₃Gd_xY_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。掺镱硼酸锶钆钇晶体属于正交晶系。晶体的分子式中x≠0，y≠0。

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

本发明还提供了所述的掺镱硼酸锶钆钇激光晶体的制备方法，所述的掺镱硼酸锶钆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：

原料：纯度为99.99％的Gd₂O₃，纯度为99.99％的Yb₂O₃，纯度为99.99％的Y₂O₃，纯度为99.99％的SrCO₃，纯度为99.99％的H₃BO₃；