Cr3+LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及其特征研究.pdfVIP

助 锨 埘 斟 Cr3+：LiNb03单晶的坩埚下降法生长及其特征研究’ 夏海平，王金浩，曾宪林，章践立，张约品，徐 键，聂秋华 (宁波大学光电子功能材料重点实验室，浙江宁波315211) 摘要： 用坩埚下降法技术，选用同成分化学计量的 2 实 验 铌酸锂为初始原料，在合适的生长速度(1～4mm／h)与 温度梯度(20～30℃／cm)下成功地生长出了无宏观缺 陷、掺杂不同Cr3+离子浓度的铌酸锂单晶。测定了晶江西九江有色金属冶炼厂)，原料的纯度均为 体的吸收光谱。Cr3+离子在晶体中以三价态存在，沿 着生长方向晶体中Cr3+离子的含量逐步减少。用顺 磁共振谱(EPR)研究了晶体中Cr3+离子的格位情况， 结果表明Cr3+离子取代Li与Nb两种格位。测定了 晶体的发射光谱并研究了发射强度随吸收强度的变化 经玛瑙球磨机充分混合均匀，然后直接装于白金坩埚 关系。 中。用电焊方法，密封白金坩埚。晶体生长方向为a 关键词：掺铬铌酸锂晶体；熔体晶体生长；坩埚下降 轴。 法；格位；光谱 中图分类号： TB381 文献标识码：A 文章编号：l001—9731(2005)02一0238一03 控制精度为±o．5℃。整个温度范围分3个区域，即高 1 引 言 温、生长与低温区。高温区高于熔点60℃，生长区域 随着半导体激光二极管(LD)技术的发展及其波的固液界面的轴向温度梯度为20～30℃／cm，坩埚下 段的扩展，近几年人们应用发光效率高的激光二极管 作为泵浦源，可望实现固体激光器的高效化与小型化 白金片得到毛坯晶体，然后进行切割并抛光成2mm厚 而引起人们的高度兴趣。Cr3+离子是一种得到广泛应的晶体薄片用于吸收光谱与荧光光谱测试。 用的发光离子[1]，Cr件离子在约470nm(4A2—4T1)与 Lambda 晶片的吸收光谱由Perkin-Elmer35紫 约660nm(4A。一4T：)波段有较强的二吸收带。通常由 外可见光谱仪测得，波长分辨率为o．5nm。宽带荧光 氙灯与氩离子激光作为泵浦源用来激发以Cr3+离子 为基础的激光材料。近期研究表明，用670nm波长的激发源，发射的光经过型号为Triax550的单色仪，由 LD光作为泵浦源来激发Cr3+为发光中心的激光晶 经冷却的InGaAs红外光电倍增管接收。 体，能量转化效率大幅度提高，获得了很好的激光输 出‘21。 3结果与讨论 LiNb03晶体是一种在工业上得到广泛应用的多 3．1 晶体生长与Cr3+离子的格位 功能晶体。LiNbO。(LN)掺杂Cr3+离子的晶体由于潜 实验发现，在采用坩埚下降法时，只要保持合适的 在的宽带可调谐激光输出及其LN晶体的优良光电性 能而引起人们的广泛注意[3’4]。目前工业上所用的 LiNbO。晶体。合理的温度梯度能避免热应力引起的 LN及其掺杂晶体几乎都用提拉法技术生长。近来研 究表明，坩埚下降法是一种生长LN及其掺杂LN晶 体的合适方法[5’6]。 本文我们用下降法工艺技术生长出了掺杂cr3+ 离子的LN晶体。测定了晶体不同部位的吸收光谱。 研究了晶体中Cr3+离子的格位取代情况，并测定了不 同Cr3+离