掺镱铌钒复合晶体的生长与性能研究

论文摘要

本论文报告了GdV1-xNbxO4和Yb:GdV1-xNbxO4晶体的生长、热学性能、光谱性质等。采用液相合成法和固相合成法合成了多晶原料,并对原料进行红外光谱,x 一射线粉末衍射表征。采用高温提拉法（Czochralski）生长出单晶,对晶体的生长气氛、退火工艺等进行研究。采用x 射线荧光光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法分别测得Nb5+和Yb3+在Yb:GdV1-xNbxO4晶体中的浓度,并计算其有效分凝系数,Nb5+的分凝系数为0.25,Yb3+的分凝系数为0.63-0.78。通过对晶体相关性能的测量,发现掺杂Nb5+使得晶体的损伤阈值和热导率降低,而Yb3+的掺人使得晶体的热膨胀系数和热导率分别减小和增大。在室温下测量了晶体的紫外吸收光谱、荧光发射谱、荧光衰减曲线和拉曼光谱,由此初步判定了Yb3+的Stark 能级。根据倒易算法与F—L 公式计算Yb3+的2F7/2—2F5/2能级跃迁的吸收截面、有效发射线宽、发射截面、oen·T:值及最小泵浦强度等参数,综合比较上述光谱参数,得出Nb5+离子在晶涔中的最佳掺杂浓度为2.50at%,Yb3+离子在GdV0.9625Nb0.0375O4晶体中的最佳掺杂浓度约为8.53at%。最后通过对晶体的Raman 谱进行指认和对比分析,讨论NB5+对晶体拉曼效应的影响。

论文目录

• 第一章 前言
• 1.1 激光二极管的发展及LD 泵浦固体激光器的研究概况
• 1.2 激光晶体的发展现状
• 1.3 基质晶体的研究进展
• 第二章 晶体生长原料的合成与表征
• 2.1 实验仪器及试剂
• 2.2 原料的提纯
• 2.3 原料的合成
• 2.4 原料的表征
• 第三章 晶体生长
• 3.1 提拉法
• 3.2 生长装置及设备
• 3.3 晶体生长工艺流程
• 3.4 单晶生长参数的选择
• 3.5 实验生长参数,晶体照片及晶体参数
• 第四章 晶体的参数与性质
• 4.1 掺杂离子浓度测定及分凝系数计算
• 4.2 晶体的密度
• 4.3 晶体的激光损伤阈值
• 4.4 晶体的光学均匀性
• 4.5 晶体的热学性质
• 第五章 晶体的光谱性质
• 5.1 晶体的光谱理论
• 5.2 晶体的光谱
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 教育背景
• 发表论文