可调谐激光晶体Cr:GSGG的光谱分析及晶场参数计算

摘要

用提拉法成功生长出了优质的Cr3^＋：Gd，Sc2Ga2O12晶体，测定了室温下的吸收光谱和不同温度下的荧光光谱，计算了晶场参数，发现荧光峰值及晶场参数与以前文献报道的均不相同。吸收光谱中，在458．5nm和642．5nm出现了较强的宽带吸收峰，分别对应于Cr3^＋的^4A2→^4T1和^4A2→^4T2孔的吸收跃迁，在678nm处又叠加了一个非常弱的吸收峰，对应于^4A2→^4T1的吸收跃迁。测试了晶体从7K到室温的荧光光谱和荧光寿命，在650～850nm范围内出现了宽带荧光，对应于Cr^3＋的^4T2→^4A2的发射跃迁。随着温度的升高，荧光峰向长波方向移动，荧光峰半高宽增大，室温下其荧光峰值在732nm，半高宽约为80nm。低温（7K）下的荧光谱中，在694nm处观察到了尖而锐的R线（零声子线），对应于Cr^3＋的^2E→^4A2的发射跃迁。由于温度猝灭效应，随着温度升高，晶体的荧光寿命降低，室温下荧光寿命约为114μs。计算了晶场强度参数Dq／B=2．49,^4T2零声子能级与^2E能级的间距AE为204cm^-1，这些参数表明Cr^3＋处在较弱的晶场中，有利于^4T2→^4A2的宽带跃迁，Cr：GSGG晶体是较为理想的可调谐激光工作物质。