一种掺铥钼酸锶的新型可调谐激光晶体的制作方法

专利名称：一种掺铥钼酸锶的新型可调谐激光晶体的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光晶体材料领域。
背景技术：
Tm3+作为激活离子今年来进行了深入的研究，它可以发射从红外到紫外宽范 围的波段，具有潜在的应用价值。Tm3+离子在800 nm附近存在一个吸收峰，适 合于GaAlAs半导体激光器的泵浦。对应于W能级到W能级跃迁可发射1. 5;ym 波长的激光，此波段是人眼安全的光源，在光通讯、医疗、激光探测和测距等 领域具有广泛的应用。
钼酸锶SrMo04晶体结构属于四方晶系，空间群为I41/a，晶胞参数为a =
5. 3944 A， c = 12. 02 A， V= 349. 78 A3， Mr = 247. 56, Dc 二 4. 70 g/cm3。 SrMo04
晶体具有良好的物化性能，不易潮解，适当的硬度。SrMo04是同成份熔化，可 以用提拉法得到较大尺寸的单晶。同时SrMo04晶体是一个良好的拉曼晶体材料。 显然地，SrMo04是一种优良的激光基质晶体，Tm3+: SrMo04也将是一种新型 的、l.Oum波段的优质激光晶体，目前还未见有Tm3+: SrMo04激光晶体的详细研 究报道。我们测定了自己生长的Tm3、 SrMo04晶体，发现晶体在波长795 nm处， o方向吸收截面为2.54X10气m2， Ji方向吸收截面为2. 74X 10—2°cm2，适合于 半导体激光光源作为泵浦源泵浦。晶体从1355 nm到1537 nm存在着一个宽 带荧光发射峰，在Ji、 o方向发射截面为1.39X10—2°cm2，峰值波长为1497 nm，高的发射截面使Tm3+: SrMo04可以作为激光增益介质，有望在1355 nm 1537
nm波段产生可调谐激光输出。

发明内容
本发明的目的在于公开一种能够实现1355 nm 1573 nm波段可调谐激光 输出的激光晶体材料Tm3+: SrMo04。 实现本发明包括如下技术方案-
1. 一种新型的1355 nm 1573 nm波段稀土离子激活钼酸锶可调谐激光晶体， 该晶体材料的化学式为TnT: SrMo04。
2. —种项1的激光晶体材料的制备方法，采用4N的Tm203和分析纯的SrC03、Mo03、 Na2C(U乍为原料，在氮气气氛条件下采用提拉法生长晶体。
3. —种项1的激光晶体材料的用途，该材料用于实现1355 nm 1573 nm波 段可调谐激光输出。
Tm3+掺杂的激光晶体易于发射 1.5微米的激光，Tm3+的吸收峰在795 nm附 近，能与InGaAs激光二极管泵浦波长(900-1100 nm)有效耦合。SrM(A是一种 优良的激光基质晶体，Tm3+:SrMo04也将是一种新型的、1355 nm 1573 nm波 段的优质可调谐激光晶体。


附图为激光实验装置。
具体实施例方式
实施例l: Tm3+:SrMo04晶体的生长制备晶体提拉法生长所用的仪器是高频提拉炉，所采用的坩埚是O55mmX30mm 的铱坩埚，所用的原料是4N的Tnk03和分析纯的SrC03、 Mo03、 Na2C03。根据下列化 学反应式配制原料
(1-2x)SrC03+(l+l. 5x)Mo03+2xNa2C03+0. 5xTm203二Sr卜2xTmxNaxMo04+l. 5xNa2Mo04+C02 x = lat% 30at%。把原料混合均匀，压成片状，置于铂坩埚中进行烧结， 烧结开始时以60°C/h缓慢升温到500 °C，然后再以120'C/h缓慢升温到烧结的 预定温度，重复此过程，直至X射线粉末衍射的结果不变为止。
把原料装入①55mmX30mm的铱金坩埚内，为了避免铱坩埚的氧化，首先把 炉子内的气体抽出，使得炉子内的气压达到10—3 Pa，再把0. 04 MPa的氮气充 入然后升温到比熔点高50。C的温度，恒温1小时，使得原料熔化完全。先以铱 丝生长出Tm3+:SrMo04小晶体，再以Tm3+:SrMo04晶体作为籽晶生长大尺寸的优质
晶体。生长过程中，籽晶杆的提拉速率为1.3 1.8 mm/h,降温速率为2 10° C/h，籽晶杆的转动速率为12 20r. p. m.,生长结束后，将晶体提离液面，然后以 10 30° C/h的速率降至室温，得到尺寸为4)30 mm X50 mm的透明Tm3+:SrMo04 晶体。
实施例2: Tm3+:SrMo04晶体的激光实验
加工出尺寸为5mmX5mmX5mm的优质Tm3+:SrMo04的优质晶体器件，采用 795nm波段的LD二极管作为泵浦源，进行激光实验。实验装置如附图所示。图 中1是块状Tm3+:SrMo04晶体；2是LD 二极管激光泵浦源及其电源；3是对入= 1355 nm 1573 nm波段中某个特定波长全反射和对795nm波段全透的介质镜；4是对入=1355 nm 1573 nm波段中某个特定波长部分透射的介质镜；5是 LPE-1A激光能量计。
权利要求
1. 一种掺铥钼酸锶的新型可调谐激光晶体，其特征在于该晶体材料的化学式为Tm3+:SrMoO4。
2. —种权利要求1的激光晶体材料的制备方法，其特征在于采用4N的Tm203 和分析纯的SrC03、 Mo03、 Na2C03作为原料，在还大气气氛的条件下，通过高温固 相反应获得Tm3+:SrMo04原料，在氮气气氛条件下采用提拉法生长晶体。
3. —种权利要求1的激光晶体材料的用途，其特征在于该材料用于实现 1355nm 1573 nm波段可调谐激光输出。
全文摘要
一种掺铥钼酸锶的新型可调谐激光晶体，涉及激光晶体材料领域。该晶体材料的化学式为Tm³⁺:SrMoO₄。采用4N的Tm₂O₃和分析纯的SrCO₃、MoO₃、Na₂CO₃作为原料，通过高温固相反应获得Tm³⁺:SrMoO₄原料，在氮气气氛条件下采用提拉法生长晶体。该材料用于实现1355nm～1573nm波段可调谐激光输出。
文档编号C30B29/32GK101498043SQ200810070568
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者朱昭捷, 李坚富, 涂朝阳, 游振宇, 燕 王, 马兴华 申请人:中国科学院福建物质结构研究所