[发明专利]掺钕钨酸镧铯激光晶体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

掺钕钨酸镧铯激光晶体及其制备方法和用途，它涉及光电子功能材料技术 领域中的人工晶体和晶体生长领域，尤其是涉及一种作为固态激光器中的工作 物质的激光晶体材料。

背景技术

激光晶体是固体激光器的工作物质，它是指以晶体为基质，通过分立的发 光中心吸收泵浦光能量并将其转化为激光输出的发光材料。固体激光工作物质 由基质材料和激活离子组成，其各种物理和化学性质主要由基质材料决定，而 其光谱特性和荧光寿命等则由激活离子的能级结构决定。自1960年，研制成功 人造红宝石脉冲激光器以来，迄今为止，已发现了数百种激光晶体，但因各种 原因，能真正得到实际应用的激光晶体只有十来种。

目前，应用最广泛的激光晶体是掺钕离子的钇铝石榴石(YAG)晶体，其具 有较好的各种物理和化学性能，且易于生长出高光学质量、大尺寸的优质晶体。 但它存在着吸收谱线窄，不适宜于用LD来进行泵浦的缺点，而LD泵浦将是今 后激光泵浦源的发展方向。

目前国内外都在积极寻找各种物理、化学性能和机械性能优异，且易于生 长出高光学质量、大尺寸并适合于LD泵浦的优质激光晶体材料。钕离子由于具 有较好的光谱性能，广泛地被用作激活离子。掺钕钨酸镧铯激光晶体及其制备 方法和用途，其发明的目的就在于研制一种新的激光晶体，能够直接使用闪光 灯和LD泵浦的，具有较高转换效率能发射1060nm左右激光的晶体材料。

发明内容

本发明的目的就在于研制一种新的激光晶体Nd³⁺:CsLa(WO₄)₂，能够直接使 用闪光灯和LD泵浦的，具有较高转换效率的激光晶体材料。Nd³⁺:CsLa(WO₄)₂晶体属于四方晶系，具有P4₂/nmc空间群结构。其中钕离子作为掺杂离子，取代 镧离子的晶格位置，掺杂浓度在0.5at.％～15at.％之间。荧光寿命()为0.2～ 0.3ms，其荧光命是钕离子浓度的函数，可根据不同的需要掺入不同浓度的钕 离子。实验结果表明其可输出1060nm左右波长的激光，可作为激光晶体。

Nd³⁺：CsLa(WO₄)₂晶体是一种非同成分熔化的化合物，是采用熔盐提拉法生长 出的，按化学反应式：Cs₂CO₃+La₂O₃+4WO₃＝＝2CsLa(WO₄)₂+CO₂， Cs₂CO₃+WO₃＝＝Cs₂WO₄+CO₂的比例进行称样、混合、压片、烧结，而Nd₂O₃则按所需 浓度加入。所用原料为：