激光晶體Nd：LuVO-,4-的光譜特性和熱學特性的研究.pdf

1、本論文主要對Nd:LuVO<,4>晶體進行研究,進行了以下幾方面的工作:用提拉法生長了Nd:LuVO<,4>晶體,摻釹濃度為1at.%.用X-射線粉末衍射方法對生長的Nd:LuVO<,4>晶體進行結(jié)構(gòu)和晶胞參數(shù)測定.結(jié)果表明:Nd:LuVO<,4>晶體的結(jié)構(gòu)為四方晶系,空間群為I4<,1>/amd,并且確定了晶體的晶胞參數(shù).Nd離子在LuVO<,4>晶體中,占據(jù)Lu離子的晶格位置.并且做出了晶體的結(jié)構(gòu)示意圖.對晶體生長的形貌做出了描述,

2、并且分析了形貌產(chǎn)生的原因.為了進一步確定Nd:LuVO<,4>晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),還需要利用喇曼譜來進行分析.因此在Jasco Ventuno<'21>喇曼譜儀上測量了晶體的室溫喇曼光譜,并且指認了晶體的喇曼位移.分析了Nd:LuVO<,4>晶體的空間群結(jié)構(gòu),利用結(jié)晶學國際表中I4<,1>/amd對稱操作的俯視圖和相關(guān)信息,由商群理論,按照I4<,1>/amd空間群的烏可夫位置,理論計算Nd:LuVO<,4>晶體的喇曼振動模式,得到了晶體的

3、振動模數(shù),為72個簡正振動模,與原子數(shù)24對應的72個自由度正好相等.由點群D<,4h>的特征標可知,5A<,1g>、7B<,1g>和2B<,2g>為Raman活性光學模,10E<,g>為Raman活性二重簡并光學模,其余均為非Raman.測量了Nd:LuVO<,4>晶體的紅外吸收譜,并根據(jù)Nd:LuVO<,4>晶體的簡正振動模式的對稱性分類,由點群D<,4h>的特征標可知晶體的具有紅外活性的模為6A<,2u>和9E<,u>因為有些峰的

4、的強度太弱,從實驗測得的光譜圖中只能觀察到八個峰.并且由于Nd:LuVO<,4>晶體具有對稱中心,因此其紅外譜沒有和喇曼譜重合的譜帶.測量了Nd:LuVO<,4>晶體的室溫吸收光譜和室溫熒光光譜.由Nd:LuVO<,4>晶體的吸收光譜,我們可以看到Nd:LuVO<,4>晶體的吸收波長在807 nm附近,與已經(jīng)商品化的GaAlAs LD的發(fā)射波長能很好地匹配,可以有效地增加泵浦光的吸收效率.由Nd:LuVO<,4>晶體的熒光光譜,可以看出

5、,晶體的主要發(fā)射波長分別為1065nm和1343nm,其中波長為1065nm的發(fā)射峰是所有發(fā)射峰中最強的.1065nm波長的激光經(jīng)過KDP或KTP倍頻以后,可形成532nm的綠光.利用J-O理論,計算出了Nd:LuVO<,4>晶體的吸收截面和發(fā)射截面.對激光晶體而言,熱問題是十分重要的.激光工作物質(zhì)體塊的熱效應和對工作物質(zhì)的表面冷卻聯(lián)合效應的應力可導致激光工作物質(zhì)的開裂.為此,我們測量了Nd:LuVO<,4>晶體的熱膨脹系數(shù)、熱擴散系數(shù)