[发明专利]Nd, Er:GSAG激光晶体及其制备方法

权利要求书

1.Nd, Er:GSAG激光晶体，其特征在于：该晶体的化学式为Nd³⁺,Er³⁺:Gd₃Sc₂Al₃O₁₂简写成Nd,Er:GSAG，分子式Nd_3xEr_3yGd_3(1-x-y)Sc₂Al₅O₁₂，其中0.001≤x≤0.2，0.005≤y≤0.5。

2.一种制备权利要求1所述的激光晶体的方法，包括以下步骤：1）采用固相法制备晶体生长原料、2）加热熔化晶体生长原料、3）选取籽晶、4）定向生长；其特征在于：

1）、采用固相法制备晶体生长原料：用Nd₂O₃、Er₂O₃、Gd₂O₃、Sc₂O₃、Al₂O₃作为起始原料，按照以下化学反应式 3xNd₂O₃+3yEr₂O₃+3(1-x-y)Gd₂O₃+2Sc₂O₃+3Al₂O₃=2Nd_3xEr_3yGd_(3-3x-3y)Sc₂Al₃O₁₂  

称取各个组分原料，充分混合后，通过冷等静压将混合原料压制成饼后，在1000～1500℃高温烧结12～170个小时，降温到室温，获得晶体生长的初始原料，

2）、加热熔化晶体生长原料：将上述的的晶体生长初始原料放入坩埚中，在真空、氮气氛、氩气氛、CO气氛或者含2％体积氧的氮气氛、氩气氛中加热，使原料充分熔化并恒温4～170小时后，获得晶体生长的熔体，

3）、选取籽晶：采用不掺杂的钆炕铝石榴石Gd₃Sc₂Al₅O₁₂、掺杂钆炕铝石榴石Nd_3xEr_3yGd_3(1-x-y)Sc₂Al₅O₁₂、Nd_3xGd_3(1-x)Sc₂Al₅O₁₂或者Er_3yGd_3(1-y)Sc₂Al₅O₁₂作为籽晶，籽晶方向为<111>、<001>、<100>或<010>，

4）、 定向生长：将步骤2）中晶体生长的熔体冷心降温至Nd,Er:GSAG熔点后，将Gd₃Sc₂Al₅O₁₂、Nd_3xEr_3yGd_3(1-x-y)Sc₂Al₅O₁₂、Nd_3xGd_3(1-x)Sc₂Al₅O₁₂或Er_3yGd_3(1-y)Sc₂Al₅O₁₂作为籽晶，用提拉法、温梯法、热交换法、坩埚下降法或者泡生法进行定向生长，即获得Nd,Er:GSAG激光晶体。

3.根据权利要求2所述的制备激光晶体的方法，其特征在于：所述的步骤2）中晶体生长过程中存在组分分凝效应，设所述Nd,Er:GSAG晶体中某种元素的有效分凝系数为k，k＝0.01-1，则当所述的步骤1)－步骤2)中Nd、Er的化合式中该元素的化合物的质量为W时，则在配料中调整为W/k。