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题名	掺Nd和Yb的双硼酸盐激光晶体Sr_3Ln(BO_3)_3(Ln=Y、Gd)和Sr_3La_2(BO_3)_4的结构、生长、光谱与激光性能的研究
作者	潘建国
学位类别	博士
答辩日期	2004
授予单位	中国科学院福建物质结构研究所
授予地点	中国科学院福建物质结构研究所
导师	王国富
关键词	Sr_3Y（BO_3）_3晶体 Sr_3Gd（BO_3）_3晶体 Sr_3La_2（BO_3）_4晶体 提拉法 晶体结构 光谱参数 激光特性
中文摘要	本论文研究了掺Nd~3＋和Yb~3＋的Sr~3Ln（BO_3）_3（Ln＝Y、Gd）和：Sr3La2（BO3）4晶体的生长、结构、光谱和激光性能。采用提拉法又称丘克拉斯基（Czochralski）方法，生长出了掺N护＋和Yb3＋的Sr3Ln（BO3）3（Ln＝Y、Gd）和Sr3La2（BO3）4晶体，Sr3Ln（BO3）3（Ln=Y、Gd）晶体的尺寸达到：Φ25*30mm3。生长出的Sr3 La2（BO3）4晶体尺寸达到：φ20*15mm3，晶体容易开裂。测定了Sr3Ln（BO3）3（Ln=Y、Gd）和Sr3La2（BO3）4的晶体结构。晶体Sr3Y（BO3）3和Sr3Gd（BO3）3属于三方晶系，空间群为R3，单胞参数为：a=b=12.531A，c=9.299A，a=β90°、γ=1200°。Ln原子有两种不同的格位，LnO6为畸形八面体并是各自孤立的。晶体Sr3La2（BO3）4属于正交晶系，空间群为P眼a，单胞参数为：a=7.427A、b＝16.482A、c＝8.884A、a＝β=γ90°。La原子是形成LaO8十二面体，十二面体相互间是以棱一棱相连的。测量了Nd3＋：Sr3n（BO3）3（LnY、Gd）和Nd3+：Sr3La2（BO3）4晶体的吸收谱、荧光谱以及荧光寿命。根据J-O理论计算了它们的光谱参数。Nd3＋：Sr3Y（BO3）3晶体在807nm有一半峰宽为17nm的强吸收峰，吸收跃迁截面σa=2.17*10-20cm2，在1060nm的发射跃迁截面σe=1.88*10-19cm2。荧光寿命亏＝735，量子效率η=26％。Nd3+：Sr3Gd（BO3）3晶体有较强的偏振性，7r谱的吸收和发射截面约是仃谱的吸收和发射截面的两倍。在兀吸收谱的807脱处有一半峰宽为18nm的强吸收峰，吸收跃迁截面σa＝3.43*10-20cm2，在1064nm的发射跃迁截面σc=2.0*10-19cm2。荧光寿命τf=70μs，量于效率η=26.9%。Nd3+:Sr3La2（BO3）4晶体任807nm有一牛峰帘为9nm的强吸收峰，吸收跃迁截面σa=3.208*10-20cm2，在1064nm的发射跃迁截面σe＝1.48*10-19cm2。荧光寿命τf=65μS，量子效率η=25.1％。测量了Yb3＋：Sr3Gd（BO3）3和Yb3+:SrLa2（BO3）4晶体的吸收谱、荧光谱以及荧光寿命。Yb3＋：Sr3Gd（Bo3）3晶体在975run有一半峰宽为7nm的强吸收峰，：谱的吸收跃迁截面σa=7.28*10-21cm2，在1040nm的发射跃迁截面σe=1.43*10-21cm2。辐射寿命为1.46ms，Yb离子浓度为13at％时的荧光寿命τf＝2.14ms，Yb离子浓度为0.5at％时的荧光寿命τf=1.21ms。它的临界反转百分数、泵浦饱和光强和最小可吸收泵浦光强分别为：βmin＝4.7%、Isat=14.8KW／cm2、Imin＝0.69KW/cm2。Yb3＋:Sr3La2（BO3）4晶体在978mn有一半峰宽为81111的强吸收峰，吸收跃迁截面σa＝1.828*10-20cm2，在1040nm的发射跃迁截面σe＝3.07*10-21cm2。辐射寿命为0.89ms，孔离子浓度为10at％时的荧光寿命τf＝1.128ms，Yb离子浓度为0.5at％时的荧光寿命τf=0.675ms。它的临界反转百分数、泵浦饱和光强和最小可吸收泵浦光强分别为：βmin＝4.8％、Isa=9.86KW/cm2、Imin＝0.47KW/cm2。研究了氛灯泵浦的Nd3＋：sr3Ln（Bo3）3（Ln＝Y、Gd）和Nd3＋：Sr3La2（BO3）4晶体的脉冲激光。对于Nd3+：Sr3Y（BO3）3晶体，当输出镜的透过率为19％时，光特性获得了25.9mJ的激光输出，总效率η0＝0.12％，斜率效率ηs＝0.19％，激光振荡闭值为1.49J。对于Nd3＋：Sr3Gd（BO3）3晶体，当输出镜透过率为11.5％时，获得了17.84mJ的激光输出，总效率n0＝0.092％，斜率效率ηs＝0.27％，激光振荡闭值为1.38J。对于Nd3＋：Sr3La2（BO3）4晶体，当输出镜透过率为14.35％时，获得了30.9mJ的激光输出，总效率η0＝0.18％，斜率效率ηs＝0.28％，激光振荡阂值为0.87J。
语种	中文
公开日期	2013-05-07
页码	136
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7210]
专题	福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	潘建国. 掺Nd和Yb的双硼酸盐激光晶体Sr_3Ln(BO_3)_3(Ln=Y、Gd)和Sr_3La_2(BO_3)_4的结构、生长、光谱与激光性能的研究[D]. 中国科学院福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2004.

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