暨南大学理工学院,光电工程系, 广州 510632
采用单晶提拉法成功生长出优质的Gd3+/Yb3+共掺铝酸钇晶体。对晶体的结构、分凝系数、光谱和激光性能进行了表征, 结果表明: 所生长的晶体空间群为Pnma, 属于正交晶系, Yb3+的分凝系数为1.13。从偏振吸收和荧光光谱发现, b偏振方向时, 晶体在980 nm处吸收截面为2.14×10-20 cm2, 适用于InGaAs 激光二极管泵浦；在1 044 nm处的发射截面为0.39×10-20 cm2, 荧光寿命为1.638 ms。此外, 对b切向的Gd/Yb∶YAP晶体进行激光实验, 在1 μm处实现连续激光输出, 斜率效率为23.5%, 最大输出功率可达0.51 W。
Gd/Yb∶YAP晶体 提拉法 分凝系数 光谱 激光输出 Gd/Yb∶YAP crystal Czochralski method segregation coefficient spectrum laser output
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与 材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
针对目前普遍存在的难以准确测定晶体组分的问题, 提出一种以 YAG 晶体为标样、采用 X 射线荧光光谱分析法准确测定晶体组分的方法。测试样品分别为纯 YAG 晶体、生长原料掺杂浓度 1.2 at% 和 2.0 at% Yb:YAG 晶体, 采用 X 射线荧光光谱分析法, 对不同浓度的 Yb:YAG 晶体的组分进行了无损、快速、准确的测定。以纯 YAG 晶体作为标准样品, 标定主成分的含量, 大幅提高了检测结果的准确度, 主成分 Y3+ 和 Al3+ 的测试误差小于 1%、掺杂 Yb3+ 的 测试误差小于 5%。通过晶体放肩初始部位 Yb3+ 的浓度测定结果, 计算出 Yb3+ 在两种待测晶体中的分凝系数分别为 1.025 和 1.045, 接近于 1, 有利于实现 Yb:YAG 晶体的高浓度掺杂以及优质晶体 生长。2.0 at% Yb:YAG 晶体的首尾掺杂浓度差小于 5%, 说明晶体等径部分掺杂浓度均匀性高。
材料 提拉法 Yb:YAG 晶体 X 射线荧光光谱法 分凝系数 material Czochralski method Yb:YAG crystal X-ray fluorescence spectrometry segregation coefficient
采用垂直布里奇曼法成功生长了一种Cs4SrI6∶3％Eu闪烁晶体。毛坯晶体尺寸最大为25×70 mm3，是目前最大的Cs4SrI6∶Eu单晶。XRD结果表明，晶体具有K4-CdCl6晶体结构，属于R-3C空间群，通过紫外-可见荧光光谱和X射线激发发射光谱，研究了晶体的荧光性能。研究了在137Cs 662 keV辐射下Cs4SrI6∶Eu单晶的闪烁性能和衰减时间，表明该晶体具有较高的光输出和优良的能量分辨率,衰减时间约为1.86 μs。通过分析Eu2+在晶体中不同部位的浓度，计算出Cs4SrI6∶Eu晶体中Eu2+的分凝系数约为1.136，结果表明Cs4SrI6∶Eu晶体在辐射探测中具有潜在的应用前景。
Cs4SrI6∶Eu晶体 布里奇曼法 闪烁材料 分凝系数 自吸收 Cs4SrI6∶Eu crystal Bridgman method scintillator material segregation coefficient self-absorption
在采用柴式(Czochralski, CZ)法生长重掺砷(As)单晶硅的过程中，掺杂剂—— As具有较强的蒸发性。 为了有效抑制As蒸发对单晶硅电阻率的影响，需要测定As的蒸发速率常数。通过实验测量 给出了晶体样块中As浓度随蒸发时间的变化曲线，然后对实验曲线进行了线性回归分析，得到了 重掺As单晶硅制备中As的蒸发速率常数(1.43×10－4 cm/s)。该结果在实际应用中被验证是正确而有 效的，这对精确控制重掺As单晶硅的电阻率有着重要意义。
重掺As单晶硅 蒸发速率常数 线性回归分析 有效分凝系数 heavily As-doped silicon crystal evaporation rate constant linear regression analysis effective segregation coefficient
宁德师范高等专科学校化学系, 福建 宁德 352100
用提拉法生长出Er3+:Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3+原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03。在30～1300 ℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃; 测得晶体在25 ℃时的比热值为0.48 J/(g·K)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25～200 ℃温度范围,晶体在〈100〉方向上的热导率为6.1～4.9 W/(m·K),在〈001〉方向上的热导率为7.7～6.2 W/(m·K)。
材料 Er3+:Y0.5Gd0.5VO4单晶 热导率 比热 热扩散率 分凝系数
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100039
应用中频感应提拉法生长出不同掺杂浓度的Yb∶FAP激光晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定了Yb3+离子在Yb∶FAP晶体中的分凝系数约为0.03。随着晶体的生长,晶体中Yb3+离子的轴向浓度逐渐增大。研究Yb∶FAP晶体在77 K和300 K温度下的吸收光谱发现,振动谱的变化主要是由电子-声子近共振耦合作用引起的。系统地研究了不同Yb3+离子掺杂浓度Yb∶FAP晶体的吸收光谱和荧光光谱。通过吸收光谱的测量计算了晶体的吸收截面。Yb∶FAP晶体在904 nm和982 nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,适合激光二极管抽运。
材料 Yb∶FAP晶体 提拉法 分凝系数 光谱特性
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
以硝酸铀、氟化钙和氟化铅为原料,采用导向温度梯度法(TGT)成功地生长了可用作1.54μm被动Q开关的U:CaF2晶体.通过ICP-MS测量晶体中不同部位U的含量,测得U在CaF2中的分凝系数等于0.53.通过改变原料配比生长了多种价态的U:CaF2晶体.结果表明PbF2可以调节U的价态:无PbF2的条件下生长的晶体为U4+:CaF2;加入PbF2生长的晶体主体上是U3+:CaF2,靠近石墨坩埚的晶体外层被进一步还原为U2+:CaF2.
人工晶体 U:CaF2晶体 导向温度梯度法 分凝系数 吸收光谱
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
应用提拉法生长出不同Yb3+浓度的Yb3xY3(1-x)Al5O12晶体.Yb3+离子的分凝系数1是1.08±0.01,与Yb3+离子掺杂浓度无关.研究了Yb3xY3(1-x)Al5O12晶体的晶胞参量,推导出联系晶胞参量、密度与Yb3+离子掺杂浓度的关系方程式.
Yb: YAG晶体 YbAG晶体 提拉法 分凝系数 晶胞参量
1 天津大学理学院物理系,天津,300072
2 华北光电技术研究所, 北京,100015
3 河北建筑科技学院电子系,邯郸,056038
报道了在CF4气氛中生长的掺Ce3+的LiM(M=Ca,Sr)A1F6晶体和掺Ce3+的LiSr0.8 Ca0.2AlF6混晶,以及Ce3+在这些晶体中的紫外吸收光谱及有效分凝系数.Ce3+:LiSr0.8Ca0.2AlF6在240～280 nm波长范围内有连续展宽的吸收带,它的有效分凝系数为0.037.Ce3+的吸收带展宽是由于Ce3+替代晶体中二价离子位引起的,表明Ce3+在Colquiriite结构的晶体中替代的是二价位.
Colquiriite结构晶体 紫外吸收光谱 有效分凝系数
