Yb掺杂Ca1-xRxF2+x(R=La, Gd)激光晶体的结构与光谱性能参数的研究

摘要： 采用坩埚下降法生长了两个系列晶体3at%Yb:Ca1-xRxF2+x (R=La, Gd; x=0, 0.01, 0.03, 0.06, 0.09), 测试了晶体的XRD、拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命。系统地研究了调剂离子La3+、Gd3+对Yb:CaF2晶体晶格常数、拉曼光谱和光谱性能的影响规律, 分析讨论了Yb3+离子的结构与光谱性能之间的关系。研究结果表明, 随着La3+、Gd3+掺杂浓度增加, 晶体的晶格常数和拉曼半高宽都逐渐增大, 这说明晶体膨胀和晶格振动模式种类增多。在3at%Yb:Ca1-xLaxF2+x晶体中, 当调剂离子La3+掺杂浓度为6at%时, 具有最大吸收截面0.71×10-20 cm2, 荧光强度也最大; 而在3at%Yb:Ca1-xGdxF2+x晶体中, 当调剂离子Gd3+掺杂浓度为3at%时, 荧光强度最大, Gd3+掺杂浓度为6at%时, 具有最大吸收截面0.64×10-20 cm2。共掺晶体相比于单掺3at%Yb:CaF2晶体有更好的光谱参数。综上可知, 通过调节La3+、Gd3+离子浓度, 可以改变Yb3+离子的结构, 优化晶体的光谱性能。