專利名稱：摻鉻鎢酸鉀鎂鈧可調諧激光晶體及其制備方法
技術領域：
本發明涉及光電子功能材料技術領域，尤其是涉及一種作為可調諧固態激光器中的工作物質的激光晶體材料。
背景技術：
可調諧激光是指這樣一種效應泵浦激發摻入固體激光基質中的激活離子，使產生激光，采用棱鏡調諧法、F-P標準具調諧法、光柵調諧法、濾光片調諧法和分布反饋系統調諧法等獲得可調諧的激光輸出。1963年L. F. Johnson等人采用閃光燈泵浦，在摻Ni2+的MgF2晶體中實現了第
一個固態可調諧激光運轉(L. F. Johnson R. E. Dietz & H. J. Guggenheim, J. Phys.Rev. Lett·，11(1963)318)。隨后出現了很多可調諧激光晶體，如 Ti3+:A1203、Cr3+: Mg2SiO4,Cr3+: LiSrAlF6、Cr3+: BeAl2O4等，但由于各種原因，許多可調諧激光晶體只限于作實驗室工具，無法推向工業應用。目前研究最多的、已進入應用領域的可調諧激光晶體是Cr3+IBeAl2O4 (紫翠寶石)、Ti3+:Al203 (摻鈦藍寶石)和 Cr3+:LiCaAlF6Xr3+:LiSrAlF6,但它們也都存在一些難以避免的缺陷，使得它們的應用范圍受到限制。Cr3+IBeAl2O4 (紫翠寶石)晶體的主要缺點是調諧范圍在70(T800nm之間，發射截面小(6 X IO-21Cm2),所需的泵浦閾值高，而且還具有高損傷率和高熱透鏡效應等缺點，另外由于BeO劇毒，也給生長帶來很大困難。Ti3+IAl2O3晶體的主要缺點是該晶體中Ti3+- Ti4+離子對的出現，使得在激光輸出波段，即近紅外波段出現吸收，影響了其激光性能，而且由于其激光上能級壽命短(只有
3.2 μ S)，需用短脈沖激光、Q開關激光、連續波激光或產生特別短脈沖的閃光燈泵浦，也進一步限制了它的應用。Cr3+ILiCaAlF6, Cr3+:LiSrAlF6晶體盡管具有調諧范圍較寬，發射截面大，所需的泵浦閾值低等諸多優點。但也存在著吸收系數小、LD泵浦的激光效率低等問題。因此，尋找可調諧范圍更寬，且能夠直接使用閃光燈和LD泵浦的可調諧激光晶體材料成為目前激光晶體研究領域的熱點之一。
發明內容
本發明的目的就在于研制一種新的可調諧激光晶體，其能夠直接使用閃光燈和LD泵浦，具有較寬的可調諧范圍。鎢酸鉀鎂鈧(KMgSc (WO4)3)是一種新發現的化合物，其屬于三方晶系，具有
間群結構，是一種很好的激光基質材料。鉻離子作為激光激活離子可較容易地摻入晶格中，取代鈧或鎂離子的晶格位置，其摻雜濃度在O. 2at9T5at%之間。該摻雜晶體的室溫熒光壽命(τ )為1(Γ30μ S，其熒光壽命是鉻離子濃度的函數，可根據不同的需要摻入不同濃度的鉻離子。實驗結果表明其可調諧范圍在71(Tl300nm之間，可作為可調諧激光晶體。本發明的技術方案如下
具體的化學反應式K2C03+2Mg0+Sc2O3+ 6W03= 2KMgSc (WO4) 3 + CO2K2CO3+ 2W03 = K2W2O7+ CO2所用的原料純度及廠家
權利要求
1.摻鉻鎢酸鉀鎂鈧可調諧激光晶體，其特征在于該晶體的分子式為Cr3+ = KMgSc (WO4)3，屬于三方晶系，具有1 空間群結構，晶胞參數為a=9. 493A，c= 24. 545A，V=1915. 68A3，Z=6, Dc=4. 412 g/cm3，可產生可調諧激光。
2.如權利要求I所述的激光晶體，其特征在于作為摻雜離子的鉻離子其價態為+3價，取代鈧或鎂離子的晶格位置，其摻雜濃度在O. 2at9T5at%之間。
3.權利要求I所述的激光晶體的制備方法，其特征在于該晶體采用助熔劑法生長，所用助熔劑為K2W2O7，濃度在60at、0at%之間，生長溫度在75(T850°C之間，降溫速率為I 5°C /天，晶體轉速為5 30rpm。
全文摘要
本發明提供摻鉻鎢酸鉀鎂鈧可調諧激光晶體及其制備方法。該晶體屬于三方晶系，空間群為，晶胞參數為a=9.493 ，c= 24.545 ，V=1915.68 3，Z=6，Dc=4.412 g/cm3。該晶體可采用助熔劑法生長，以60-80at% K2W2O7為助熔劑，降溫速率為1-5℃/天，轉速為5-30轉/分鐘，生長出了高質量、較大尺寸的Cr3+:KMgSc(WO4)3晶體，其可調諧范圍在710~1300nm之間，該晶體可望成為一種新的可調諧激光晶體，并獲得實際應用。
文檔編號C30B29/32GK102747423SQ201210249339
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者張莉珍, 林州斌, 王國富, 王國建, 黃溢聲 申請人:中國科學院福建物質結構研究所