稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体及其制备和实现激光的方法技术

本发明专利技术的稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体及其制备和实现激光的方法，以氟硼酸钡钙BaCaBO

【技术实现步骤摘要】
稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体及其制备和实现激光的方法
本专利技术属于激光材料和固体激光
，具体涉及一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体及其制备和实现激光的方法。
技术介绍
目前采用蓝光LD直接泵浦获得可见激光的晶体主要集中于声子能量较低的氟化物，例如YLiF4、GdLiF4、LuLiF4、KY3F10、BaY2F8、KYF4等。仅有少量氧化物晶体实现可见激光直接输出，包括YAlO3、Y3Al5O12、LuAlO3、SrAl12O19、Sr1-xLaxAl12-xMgxO19、LaMgAl11O19。氟化物具有低的声子能量，但其热机械性能不佳，抗断裂能力较差，高质量晶体生长困难，限制了进一步应用。氧化物具有更高的硬度、热导率及稳定的机械化学性能，相对容易获得高质量晶体，且生长成本较低，表现出更大的实际应用价值，但其声子能量相对较高。因此，氟氧化物晶体兼具氟化物声子能量低和氧化物物化性能优良的特点，在可见激光领域具有很好的应用潜力。在氟氧化物众多体系中，针对氟硼酸盐的研究中已发现非线性光学晶体，通过稀土或过渡金属掺杂能获得良好的荧光性能。而现有技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体，其特征在于，以氟硼酸钡钙BaCaBO

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体，其特征在于，以氟硼酸钡钙BaCaBO3F为基质掺杂稀土离子，同时掺杂等量Li+或Na+制得；所述激光晶体的化学式为BaCa1-2xRExAxBO3F，其中RE＝Pr或Dy或Sm，A＝Li或Na，x的取值范围为0.001～0.05；通过添加稀土离子Pr3+或Dy3+或Sm3+取代基质中Ca所占的格位，同时掺杂等量的Li+或Na+满足电荷平衡，从而分别构成激光晶体材料BaCa1-2xPrxLixBO3F、BaCa1-2xPrxNaxBO3F、BaCa1-2xDyxLixBO3F、BaCa1-2xDyxNaxBO3F、BaCa1-2xSmxLixBO3F、BaCa1-2xSmxNaxBO3F。


2.根据权利要求1所述的一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体，其特征在于，所述BaCa1-2xPrxLixBO3F在450±5nm、或474±5nm、或487±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见橙光；所述BaCa1-2xPrxNaxBO3F在450±5nm、或474±5nm、或487±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见红光；所述BaCa1-2xDyxLixBO3F在428±5nm、或450±5nm、或472±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见黄光；所述BaCa1-2xDyxNaxBO3F在428±5nm、或450±5nm、或472±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见红光；所述BaCa1-2xSmxLixBO3F在440±5nm、或465±5nm、或474±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见绿光；所述BaCa1-2xSmxNaxBO3F在440±5nm、或465±5nm、或474±5nm波长的GaN基蓝光LD激发下，产生可见橙光。


3.一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体的制备方法，其特征在于，包括：
①配料：按照BaCa1-2xRExAxBO3F化学计量比称取原料，其中RE＝Pr或Dy或Sm，A＝Li或Na，x的取值范围为0.001～0.05，原料采用Ba、Ca、RE、A、B的化合物；称取后的原料置于混料机中混合24小时；
②烧结：将步骤①中混合均匀的多晶原料压制成块，置于铂金坩埚中，在空气气氛下900～1000℃烧结10～50小时，获得多晶料块；
③晶体生长：将步骤②中制备的多晶料块压制成块，置于铂金生长坩埚内，在惰性气氛下，利用感应或电阻加热使原料充分熔化为均匀熔体，采用BaCaBO3F单晶作为籽晶，按照提拉法晶体生长工艺进行单晶生长；
④降温退火：所步骤③晶体生长结束后，以20～40℃/h的速率降至室温。


4.根据权利要求3所述的一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体的制备方法，其特征在于，所述步骤①中，所述原料选取BaCO3、CaCO3、RE2O3、A2CO3、H3BO3、BaF2，根据化学反应式(1)进行化学反应制得BaCa1-2xRExAxBO3F，所述化学反应式(1)为：
BaCO3+2(1-2x)CaCO3+xRE2O3+xA2CO3+2H3BO3+BaF2→2BaCa1-2xRExAxBO3F+3H2O+3(1-x)CO2↑(1)。


5.根据权利要求3所述的一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体的制备方法，其特征在于，所述步骤③中，籽晶方向选取[100]或[001]方向的BaCaBO3F籽晶。


6.根据权利要求3所述的一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体的制备方法，其特征在于，所述步骤③中，所述提拉法晶体生长工艺中采用提拉速度为0.5～1.5mm/h，采用旋转速度为5～15rpm。


7.一种稀土掺杂氟硼酸钡钙激光晶体实现激光的方法，其特征在于，以氟硼酸钡钙BaCaBO3F为基质掺杂稀土离子，同时掺杂等量Li+或Na+制得激光晶体，所述激光晶体的化学式为BaCa1-2xRExAxBO3F，其中RE＝Pr或Dy或Sm，A＝Li或...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜涛，叶宁，陈昱，陈开创，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35