Tm掺杂的激光晶体生长、结构和光谱性能研究

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第! "卷
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而积分吸收
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7"L N! # $ # # K $ % $ ’ 9%L N! K )U , ? ,? $ /! # #" # #" # F
扭曲的 8J1 6 % 1 1 1 ! ! 在此晶体结构中 1 原子有三种配位类型 & O 三角棱柱 # O 八面体和 : ? 三角形 % 同时 : ? 三角形又分为两种类型 # 一种是垂直于+ 轴一系列 :! " 形成等腰三角形 # 此等腰三角形的二次轴平行于 晶 * G N 面’ 另一种类型的 :! " 跟 :! 差 不 多 情 况%每 个 6 ! *" %和 8J 分 别 占 据 一 个 1 八 面 体 和 一 个 三 角 棱 柱 % 每 个 排列于 S轴向上 # 6 % ‘1 八面体共用一个边 # 6 % ‘1 间的距离从 )& ! @ O) ! *"到 )& ! P *@! *" A J 不等 %8J 同 样 与O 个 1 原子配位 # 其中三个原子 1 位于 8J 的上方 # 三个 1 原子位于 8J 的下方 # 同时上方和下方的原子 又与 :! " 形成 :‘1 三角形 %8J‘1 间的键长为 )& " * * ? )+ ! * A J%
式中 & 为吸 收 系 数 ’ N! ’ 为 电 子 电 荷’ Q) 为 掺 杂 粒 子 数 ’ " 为 折 射 率’ J 为 量 子 数’ :( +分 / 为积分吸收系数 ’ #" 吸收线强度的理论值和计算值 ) 别为普朗克常数和光速 ) 表 * 给出了积分吸收 * L % % J L H L =方程式为 !! 晶体折射率与波长关系的 ( )U ) ? )" P * " ) " *@ PP * #"L ?U $! ) ? *O + # P)U )U ) * ,* * " @ * PP @P * #"L *U L! ) ? !* " # P)U 吸收线强度和 c I K K > 1 C L % M理论 ( > 1 参数之间的关系可以表示为 !! 根据 c
* ) ) , > ! ! > * *$ * ) ) + > ) ? > ) P " 收稿日期 ! !! 修订日期 ! 基金项目 ! 福建省国际合作项目 " # $ 福建省自然科学基金资助课题 " # * ) ) * . ) ! O 3 ) , ! ) ) * @ 作者简介 ! 夹国华 " ! 男! 山东嘉祥人 ! 硕士研究生 ! 从事激光晶体和非线性晶体的研究 $ & ! P @ )+# 3 > J G H % T! C H = B J& G S & S A% a F a 联系作者 ! 涂朝阳 ! 男! 福建惠安人 ! 研究员 ! 长期从事激光晶体的研究 $ & 3 > J G H % M S B & C H = B J& G S & S A% !J U a
耐 强 酸 强 碱 腐 蚀! 机 械 性 能 良 好 %8J 掺 杂 的 / K 6 % : 1 K 6 % !!/ ?" ?# , 是一种优 质 的 激 光 基 质 % 它 不 潮 解 ! ? " # 晶体很有可能成为一种新型的激光晶体 % : 1 ? , # 晶体 ! 对 8J6 同时 K % : 1 T^!! )& ) O % : 1 !! 采用熔盐法生长出 8J T/ !‘T 6 ?" ?# ," ?" ?# , 晶体结 构进行 了解 析 ! 计算了 8J 离子在 8J # 中的光谱参数 % K % : 1 T^)& ) O T/ !‘T 6 ?" ?# ,"
?X & 测量得到了$ 和 $ 方向的偏振的吸收和发射光谱 ! 并根据 c 8J /6 : 晶体进行定向切割 ! I K K > 1 C L % M理论计算 ?X 了 8J 在/ 各个能级的振子强度 ’ 自发辐射几率 ’ 荧光分支比等参数 % K 6 % : 1 > 1 参数 ’ ?" ?# , 中的 c
D H & *!0 $ % G = H Z L KG N B $ = M H $ AB L S M = G$ C F < <
?X H A/6 :G M = $ $ JM L J L = G M I = L 8J <
图 *! 室温下 8J : 1 K % T/ !‘T6 ?! ?" , 的吸收光谱
S = B M G % U +] 8J& E#1 , )& +] 8J& 5 H 8 G 1 ? & ! N 21 )& "] 8J [E ," * *& ) *] 8J& /6 :
表 $! 一些掺 N . 晶体的半高宽和吸收界面
&_ N 7 = I /$!P . 7 9 5 3 1= / 2 ; / / 12 4 / 1 @7 = 3 9 2 5 10 9 3 3 L 3 / 0 2 5 1 5 1N . @ / @0 9 3 2 7 I 3 ! XJUZ 7 : : : ?
"卷!增!刊 !第! ) ) +年,月 !*
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$! 晶体生长
按" 9 1 -?: 1 6 % ; $ 1 K ?& @ ][ $ @& * !! 以分析纯的 [ * ?! ?! *1 ?! ? 和光谱纯的 / *1 ? 8J *1 ? 为原料 ! *; ?1 ! )! # 称取样品 ! 采用固相合成 8J # ! 化 ]: @ ] 8J K % : 1 T^)& ) O K % : 1 T^)& ) O *1 ?和! T/ !‘T 6 ?" ?# ," T/ !‘T 6 ?" ?# ," 学方程式如下 ? ; $ 1 9 1 $ 1 ?X[ * ? * [ *; ?1 ! )X9 * 6 * -?: 1 -*1 6 ? *: *1 ? X? " # ? 6 % 1 T 8J 1 !‘ T / K 1 : 1 K % : 1 * -*1 6 X X X@ * ? * ? * ? ? ? * *8J T/ ! T 6 ?" ?# , X! ‘ T ^!! )& ) O 将合成好的粉料置于 的坩 埚 中 ! 晶 体 生 长 中 的 定 向 籽 晶 是 通 过 自 发 结 晶 得 到 的%然 后 + )JJ_, +JJ !! # 以+ 向籽晶采用顶部籽晶成核进行晶体生长 ! 降温速率为 *& * + f*天 !晶转速率为 += J H A% 生长 一个月 以后 ! 得到尺寸为 ! 的透明晶体 % +JJ_! +JJ_* +JJ
%!\ 射线粉末衍射与结构测定
?X 对粉末衍射数据指标化 ! 如图 ! 所示 % / K 6 % : 1 % : 1 !! 对 8J & ?" ?# , 和 8J6 ?" ?# , 分别作 \ 射线粉末衍射 ! 实验温度为 * ! )JJ_)& ! )JJ_)& ! )JJ 用于 \ 射线衍射实验 ! P @[% 在 4 . /6[b 6 D 9 " 衍射 !! 选取 )& 仪上 ! 用经石墨单色器单色化的 ; ! 以’ 范 围内 $ [ ) " !) O PA J# > * @ ) j P& " P j - 射线 " #^)& * 扫描方 式在 ?& ) *)? 收集到 O 全部为独立的 衍 射 点 % 晶 体 结 构 用 直 接 法 " 和差傅立叶方法找出初步 , , 个衍射点 ! ( -3 5 \ 程 序 包# 结构模型! 经全矩阵最小二乘法修正后! 最 终 结 果 为F ^)& 此晶体属三方晶系! ) ! + ?! 9 F ^)& ) , ) ,% 4 ? *
!! 关键词 ! !8J 掺杂 $ ! 晶体生长 $ ! 光谱性能 $ ! 晶体结构 , ? ?& !!!!! 文献标识码 ! !! 中图分类号 ! !1 !6
掺 8J 的激光晶体越来越多地受到人们的关注 % 作为激活离子 ! 8J 可以在 红外和 紫外 多个波 !! 最近几年 ! ( ) ? 段产生不同能级之间的跃迁 ! % 它在 !& P" J 对应于?D ,* O 的跃迁可以适用于红外雷达和远距离红外传感
结构和光谱性能研究 N . 掺杂的激光晶体生长 "
! 夹国华!!*! ! 涂朝阳! *! ! 李坚富!! ! 朱昭杰!! ! 游振宇!! ! 王 ! 燕!! ! 吴柏昌!
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" 中国科学院 福建物质结构研究所 ! 福建 福州 ? # !’ + ) ) ) *$ ) ) ) ? P !*’中国科学院 研究生院 !北京 !