Nd3+掺杂NaYF4单晶的生长和光学特性的研究

摘要

近年来，随着中红外固体激光器在教育、通信和医学等领域得到了广泛应用，固体激光材料成为了科研工作者们研究的焦点。作为中红外激光的主要产生物质激光晶体的市场需求越来越大，而且要求也越来越高。为了得到大尺度、高质量和高激光性能的激光晶体，科研工作者们做了大量科学研究。本文主要研究了1.06μm近红外波段稀土掺杂氟化钇钠激光晶体，使用坩埚下降法成功生长出了Nd3+掺杂NaYF4单晶体和Nd3+/Er3+共掺NaYF4单晶体，研究了Nd3+在近红外波段的发光性能，以及Nd3+与Er3+离子之间的能量传递。从晶体的XRD结构、荧光吸收性能、荧光发射性能、荧光寿命衰减等多方面分析材料的光学性能。
　　文章主要有六章，本文的第一章主要介绍了现阶段市场存在的主要激光材料，以及它们主要的应用领域与发展情况，分析了激光材料在1.06μm处发光的研究情况，详细介绍了氟化钇钠激晶体的优良特性。本文的第二章详细介绍了氟化钇钠单晶体的备流程和表征手段。
　　第三章主要分析了Nd3+单掺NaYF4单晶体的光学特性。通过对晶体的XRD结构测试，说明了稀土离子掺杂NaYF4晶体，并没有改变NaYF4晶体的立方相结构；通过吸收光谱，得到了最大吸收峰的位置，并计算了最大吸收系数和最大吸收截面；通过用800 nm激光激发得到的发射光谱，分析了三个发射峰的产生情况；最后分析了荧光寿命衰减情况。
　　第四章和第五章分别介绍了Nd3+/Er3+双掺NaYF4单晶体在递增与等比例情况下的光学特性。主要从中红外光谱性能和能量传递等方面分析了激光晶体的发光特性。在Er3+浓度固定时，随着Nd3+浓度递增，吸收在各处是递减的，而发射光谱在不同波段则呈现了不同情况；在Nd3+：Er3+的比例固定时，随着Nd3+浓度的增大，吸收光谱在各波段都是递增的，而发射光谱则随着Nd3+浓度增大递减。
　　本文的第六章是结论部分。对实验研究成果做出了详细的分析，并提出了现阶段研究工作存在一些问题。

目录

声明

引言

1绪论

1.1固体激光器

1.2激光晶体

1.3氟化钇钠晶体

1.4稀土元素简介

2.1氟化物晶体的制备

2.2晶体的性能表征

2.3本章小结

3.1实验

3.2结果与分析

3.3本章小结

4 Er3+/Nd3+递增双掺α~NaYF4单晶体光学特性研究

4.1实验

4.2结果与分析

4.3本章小结

5 Er3+/Nd3+等比双掺α~NaYF4单晶体光学特性研究

5.1实验

5.2结果与讨论

5.3本章小结

6结论

参考文献

在学研究成果

致谢