中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了得到高质量、大尺寸Cr2+∶ZnSe中红外激光晶体, 以适应高功率全固态中红外激光器的发展要求, 在高温高压下全石墨腔内运用布里奇曼晶体生长方法, 生长出了高质量Ф30×120 mm Cr2+∶ZnSe单晶。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外稳态吸收及荧光光谱等测试方法对晶体的结构及光谱特性进行了表征, 并探讨了Cr2+∶ZnSe晶体中Cr2+的能级结构及跃迁机理。结果表明: 所生长的Cr2+∶ZnSe单晶结构均匀, 性质稳定, 1.97 μm激发的荧光光谱覆盖19~3 μm范围, 可用于获得2~3 μm全固态中红外激光。
Cr2+∶ZnSe单晶 布里奇曼方法 红外吸收 红外荧光 全固态中红外激光器 Cr2+∶ZnSe single crystal Bridgeman method infrared absorption infrared fluorescence all solid state mid-IR laser
1 宁波大学 光电子功能材料重点实验室, 浙江 宁波 315211
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315211
3 大连海事大学 物理系, 辽宁 大连 116026
以氟化钾(KF)作为助熔剂,选用70~90℃/cm的固液界面温度梯度,通过改进的助熔剂-布里奇曼方法生长出了Dy3+离子掺杂的α-NaYF4单晶体.测试了样品的X射线粉末衍射,吸收光谱,激发光谱,以及在不同紫外光激发下的发射光谱,分析了样品的的物相和光谱特性.应用色度学理论计算了Dy3+离子掺杂α-NaYF4单晶的色度坐标和色温.结果表明:当原料组份配比为30NaF-18KF-52YF3时,有利于大尺寸晶体生长.原料中KF的加入起到助熔剂作用,它改变了NaF-YF3二元系相图并且降低了α-NaYF4的熔点,使得α-NaYF4能从熔融的NaF-KF-YF3混合物中结晶出来,最后生长出透明的α-NaYF4单晶体.实验发现大多KF被排析在生长后期的晶体顶端,KF的加入没有对α-NaYF4单晶体的结构产生影响.在348 nm紫外光激发下,单晶体可发射出蓝光约479 nm,黄光约571 nm以及弱的红光约659 nm.其中1.299 mol% Dy3+掺杂浓度的α-NaYF4单晶体发射的蓝、黄与红光可耦合出色坐标x=0.285,y=0.338以及色温为8 065 K的白光.这些新型材料在紫外激发的白光二极管领域具有潜在的应用.
光学材料 光谱 布里奇曼方法 α-NaYF4单晶体 白光发射 紫外光 Optical material Optical spectrum Bridgman method α-NaYF4 single crystal White light emission Ultraviolet light
