掺铥bawolt4gt晶体的生长及其性能研究

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1、摘要BaW04晶体作为一种新型拉曼晶体，是潜在优良的激光基质。因此对其进行稀土离子掺杂的研究，具有重要意义。本文围绕Tm：BaW04晶体的生长工艺、缺陷类型及光学性质展开研究。通过X-射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)等分析手段和分光光度计、荧光光谱仪等测试手段，系统研究了Tm：BaW04晶体的生长规律、晶体缺陷、光学特性等，取得以下主要结果：采用中频感应加热提拉法生长Tin：BaW04晶体，对晶体提拉法生长的装置，过程以及影响晶体生长的因素进行了详细的分析，确定了合适的生长工艺参数。成功生长了不同掺杂浓度的Tin：BaW04晶体，晶体具有较好的结构完整性和光学质量。通过X射线粉末

2、衍射实验确定了晶体的晶胞参数，确认主相为白钨矿BaW04相。确定了Tm：BaW04晶体的腐蚀条件，对晶面的位错腐蚀坑进行了观察，发现蚀坑形貌符合晶体的结构对称性。对Tm：BaW04晶体的吸收光谱进行了测试，获得了晶体的轴谱图、仃谱图和1／"谱图。在轴谱图中，该晶体最强的吸收峰位于794．8rim，吸收系数为0．194cm"l，吸收截面为1．94Xlo-20Clll2，适合于LD泵浦，有望获得较高的激光输出效率。选用268nm和362m光源激发Tm：BaW04晶体得到荧光谱图。分别根据Judd．Ofelt理论计算了Tm3+离子在Tm：BaW04晶体中的唯象强度参数Q2---9．697X10

3、珈cnl2，f24--1．222X10‘20Clll2，f16---0．321×10-20G"ITl2和Tm3+离子在Tm：ZnW04晶体中的唯象强度参数Q2=5．368X10。20伽2，4=0．337X10珈Clll2，f]6=l。655×10-2％rn2，并进一步计算出了部分能级的自发辐射跃迁几率，荧光寿命，荧光分支比及积分发射截面积等光谱参数。研究TTm3+离子在Baw04晶体和ZnW04晶体中的上转换发光。采用794nm钛宝石连续激光器激发Tm：BaW04晶体得到上转换荧光谱图，荧光峰的峰位主要在405rim、689nm、704nm，其中689nm荧光峰最强，689nm荧光强度随

4、激发光能量成双对数关系，指数仅=1．1527，发光机制为双光子共振能量传输。采用1064rimNd：YAG激光器作为抽运源，利用强激光激发Tm：ZnW04晶体得到上转换荧光谱北京工业大学工学硕士学位论文图，上转换荧光峰有4个：484nm、638nm、653nm和675nm，其中484nm的荧光强度最大，观察到1G4---,3H6明亮的蓝色484nm_L转换荧光，荧光强度随激发光能量成双对数关系，指数a=2．2929，发光机制为三光子共振能量传输。关键词激光晶体；BaW04；Tm3+离子；光谱性质；上转换ⅡABSTRACTTheBaW04crystalisanovelRamancrysta

5、l，whichisaPromisinglasermaterial．Ithasimportantsignificationtostudyonthecrystaldopedrare-earthions．Thispaperhasconcentratedonthegrowthparameters，growthdefectsandspectraproperties．Thegrowthprocess，growthdefectsandopticalcharacteristicsoftheTm：BaW04crystalWerestudiedthroughX-Raydiffraction(XRO)，opt

6、icalmicroscopy(OM)，spectrophotometerandfluorescencespectrometermeasuratnent．Themainresultsalelistedasfollow：Crack-freeandperfectTm：BaW04crystalswitlldifferentTmdopedconcentrationsWeresuccessfullygrownbytheCzochralskitechnique．Byanalyzingthedevice，processandinfluencefactorsofcrystalgrowthindetail，

7、theoptimumtechnicalparameterswereobtained．Theas-growncrystalswereanalyzedbyXRDmethodusingitspowdersample,whichshowedthatonlyBaW04phaseexists．DislocationsWereobservedbychemicaletchingmethodandopticalmicroscope．Itisfound