[发明专利]铥铒镝三掺杂氟化铅中红外激光晶体、制备方法及应用

权利要求书

1.一种铥铒镝三掺杂氟化铅中红外激光晶体，其特征在于，所述激光晶体的掺杂离子为铥离子Tm、铒离子Er、镝离子Dy三种共掺杂离子，其中，所述铒离子Er作为激活离子，所述镝离子Dy既作为铒离子Er的退激活离子，又同时作为一个新的激活离子，所述铥离子Tm既作为铒离子Er和镝离子Dy的敏化离子，又同时作为铒离子Er的退激活离子，在3微米波段实现连续、宽带可调谐及超短脉冲的中红外激光输出；所述激光晶体的化学式为Tm_xEr_yDy_z:Pb_1-x-y-zF₂，氟化铅晶体作为基质材料，其中，x＝0.1～30mol.％，为铥离子Tm占基质中Pb离子的摩尔百分数；y＝0.1～30mol.％，为铒离子Er占基质中Pb离子的摩尔百分数；z＝0.1～30mol.％，为镝离子Dy占基质中Pb离子的摩尔百分数。

2.根据权利要求1所述的铥铒镝三掺杂氟化铅中红外激光晶体，其特征在于，所述激光晶体作为激光增益介质，适合808纳米附近LD激光器泵浦在2.6～3.4微米全固态激光器的应用。

3.权利要求1所述的铥铒镝三掺杂氟化铅中红外波段激光晶体，其特征在于，所述激光晶体用于实现3微米波段连续、宽带可调谐及超短脉冲的中红外激光输出。

4.一种权利要求1所述的铥铒镝三掺杂氟化铅中红外激光晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用坩埚下降法生长，过程如下：

S1、采用纯度为99.999％的PbF₂、TmF₃、ErF₃和DyF₃作为初始原料，选定x，y，z值，根据铥铒镝三掺杂氟化铅激光晶体化学式Tm_xEr_yDy_z:Pb_1-x-y-zF₂计算每种原料所需的质量并精确称量，然后放入混料机中充分混合；

S2、将混合后的原料放入石墨坩埚内，将坩埚放置于下降炉中温度为850～1150℃的高温区熔料8～12小时，生长气氛为N₂气体，所述坩埚以0.5～3mm/h速率下降进行生长，保持生长区温度梯度为20～80℃/cm；

S3、生长结束后，保持20～40℃/h速率缓慢冷却到室温，然后取出晶体。

5.根据权利要求4所述的铥铒镝三掺杂氟化铅中红外激光晶体的制备方法，其特征在于，所述高温区的温度梯度为10～50℃/cm。