摻銩BaWO-,4-晶體的生長(zhǎng)及其性能研究.pdf

1、BaWO4晶體作為一種新型拉曼晶體,是潛在優(yōu)良的激光基質(zhì)。因此對(duì)其進(jìn)行稀土離子摻雜的研究,具有重要意義。 本文圍繞Tm:BaWO4晶體的生長(zhǎng)工藝、缺陷類型及光學(xué)性質(zhì)展開(kāi)研究。通過(guò)X-射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)等分析手段和分光光度計(jì)、熒光光譜儀等測(cè)試手段,系統(tǒng)研究了Tm:BaWO4晶體的生長(zhǎng)規(guī)律、晶體缺陷、光學(xué)特性等,取得以下主要結(jié)果： 采用中頻感應(yīng)加熱提拉法生長(zhǎng)Tm:BaWO4晶體,對(duì)晶體提拉法生長(zhǎng)的裝置,

2、過(guò)程以及影響晶體生長(zhǎng)的因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析,確定了合適的生長(zhǎng)工藝參數(shù)。成功生長(zhǎng)了不同摻雜濃度的Tm:BaWO4晶體,晶體具有較好的結(jié)構(gòu)完整性和光學(xué)質(zhì)量。通過(guò)X射線粉末衍射實(shí)驗(yàn)確定了晶體的晶胞參數(shù),確認(rèn)主相為白鎢礦BaWO4相。確定了Tm:BaWO4晶體的腐蝕條件,對(duì)晶面的位錯(cuò)腐蝕坑進(jìn)行了觀察,發(fā)現(xiàn)蝕坑形貌符合晶體的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。 對(duì)Tm:BaWO4晶體的吸收光譜進(jìn)行了測(cè)試,獲得了晶體的軸譜圖、σ譜圖和π譜圖。在軸譜圖中,該晶體最強(qiáng)

3、的吸收峰位于794.8nm,吸收系數(shù)為0.194cm-1,吸收截面為1.94×10-20cm2,適合于LD泵浦,有望獲得較高的激光輸出效率。選甩268nm和362nm光源激發(fā)Tm:BaWO4晶體得到熒光譜圖。 分別根據(jù)Judd-Ofelt理論計(jì)算了Tm3+離子在Tm:BaWO4晶體中的唯象強(qiáng)度參數(shù)Ω2=9.697×10-20cm2,Ω4=1.222×10-20cm2,Ω6=0.321×10-20cm2和Tm3+離子在Tm:ZnW

4、O4晶體中的唯象強(qiáng)度參數(shù)Ω2=5.368×10-20cm2,Ω4=0.337×10-20cm2,Ω6=1.655×10-20cm2,并進(jìn)一步計(jì)算出了部分能級(jí)的自發(fā)輻射躍遷幾率,熒光壽命,熒光分支比及積分發(fā)射截面積等光譜參數(shù)。 研究了Tm3+離子在BaWO4晶體和ZnWO4晶體中的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。采用794nm鈦寶石連續(xù)激光器激發(fā)Tm:BaWO4晶體得到上轉(zhuǎn)換熒光譜圖,熒光峰的峰位主要在405nm、689nm、704nm,其中689n

5、m熒光峰最強(qiáng),689nm熒光強(qiáng)度隨激發(fā)光能量成雙對(duì)數(shù)關(guān)系,指數(shù)α=1.1527,發(fā)光機(jī)制為雙光子共振能量傳輸。采用1064nmNd:YAG激光器作為抽運(yùn)源,利用強(qiáng)激光激發(fā)Tm:ZnWO4晶體得到上轉(zhuǎn)換熒光譜圖,上轉(zhuǎn)換熒光峰有4個(gè)：484nm、638nm、653nm和675nm,其中484nm的熒光強(qiáng)度最大,觀察到1G4→3H6明亮的藍(lán)色484nm上轉(zhuǎn)換熒光,熒光強(qiáng)度隨激發(fā)光能量成雙對(duì)數(shù)關(guān)系,指數(shù)α=2.2929,發(fā)光機(jī)制為三光子共振能量