一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料制造技术

本发明专利技术公开了激光晶体材料及全固态激光技术领域的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，激光晶体的化学式为(RE

【技术实现步骤摘要】
一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料
本专利技术涉及激光晶体材料及全固态激光
，具体为一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料及其制备方法与采用GaN激光二极管泵浦该种激光晶体实现全固态可见激光输出方法。
技术介绍
可见激光在新一代激光显示、高密度存储、光电对抗、生物医学等工业、国防、科研领域具有重要的应用。目前，实现可见激光输出的方法主要有半导体激光器和非线性光学变频技术。其中半导体激光器的可见激光输出相干性差、发散角较大，光束质量较差；而非线性光学变频技术则是通过利用非线性晶体的倍频效应将近红外波段激光转换为可见光激光输出，该种方式获得的可见激光效率较低、系统结构复杂且性价比低。与以上两种技术相比，采用激光二极管泵浦激光晶体直接实现可见激光输出的全固态可见激光技术具有高效、结构紧凑和寿命长的优势，是当前可见激光技术发展的重要方向。在过去的几十年里，由于缺少合适的泵浦光源，全固态可见激光器发展非常缓慢。近些年，得益于全球LED照明对GaN激光二极管的巨大推动，GaN激光二极管飞速发展，目前瓦级的GaN激光二极管已经商品化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光晶体的化学式为(RE

【技术特征摘要】
1.一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光晶体的化学式为(RExRE′1-x)2O3，其中RE为Tb、Dy、Sm或Pr，RE′为Y、Sc、Yb或Lu，0.001≤x≤0.5。


2.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光晶体是以具有立方对称结构的稀土倍半氧化物晶体作为激光基质晶体，以稀土Tb3+、Dy3+、Sm3+或Pr3+离子作为激光激活离子，其中，稀土Tb3+、Dy3+、Sm3+或Pr3+离子作为激光激活离子取代激光基质晶体中的稀土离子格位。


3.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光晶体中稀土Tb3+、Dy3+、Sm3+或Pr3+离子作为激光激活离子的掺杂浓度均为0.1-50at％，即0.001<x<0.5，其中at％表示原子百分比。


4.根据权利要求1-3任一所述的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，该稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照化学通式(RExRE′1-x)2O3准确称取化学剂量比的高纯稀土氧化物粉体；
(2)将步骤(1)中所称取的高纯稀土氧化物粉体充分混合后，采用100～300MPa的等静压机压制；
(3)将步骤(2)中压制后的高纯稀土氧化物粉体放入马弗炉中通过高温固相法在1500℃～1700℃下烧结24～72h，得到(RExRE′1-x)2O3多晶原料；
(4)将步骤(3)中得到的(RExRE′1-x)2O3多晶原料放入高熔点坩埚中，以相对应的RE′2O3陶瓷棒或单晶作为籽晶，采用合适的晶体生长方法进行生长，晶体生长温度为2400℃±50℃，生长氛围为高纯氩气或者高纯氮气。


5.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光晶体的激活离子RE为Tb3+时，采用Tb3+的7F6→5D3、7F6→5G6或7F6→5D4能级吸收跃迁作为激光泵浦通道，以对应的激光波长为377nm或487nmGaN激光二极管作为泵浦光源，将Tb3+的7F6能级上的电子激发到5D3、5G6或5D4激发态能级上，然后通过非辐射弛豫过程或其他过程跃迁到激光上能级5D4上，再通过5D4→7F5、5D4→7F4或5D4→7F3受激辐射跃迁通道实现绿光、橙黄光或红光激光输出。


6.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂倍半氧化物可见激光晶体材料，其特征在于，所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁守军，葛瑞，任浩，李泓沅，邹勇，唐绪兵，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34