铥镝共掺溴化物中红外激光晶体、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及激光材料领域，具体涉及一类面向4～5微米全固态激光器的铥镝共掺低声子能量溴化物激光晶体及其制备方法，铥镝共掺溴化物激光晶体的分子式为M(Tm

背景技术

4～5微米激光处在大气窗口且对应多种分子的振动吸收线，在光电对抗、激光医疗、环境监测和非线性光谱学等领域具有广泛应用。该波段中红外激光的产生途径主要有：(1)通过二氧化碳激光器的倍频及差频输出，该方法工作物质为气体，体积庞大；(2)采用非线性晶体通过频率变换或光学参量振荡技术将现有波段调谐到中红外波段，但非线性晶体损伤阈值小且难以制备大尺寸，另外系统相对复杂，稳定性不高；(3)采用AlGaAsSb，InGaAsSb，InAs/(In)GaSb等窄禁带半导体或过渡金属离子掺杂的Ⅱ-Ⅵ族半导体，该手段输出功率低、材料生长困难、且多数仍难以实现常温运转；(4)利用中红外稀土离子镝激活的低声子能量晶体等产生4～5微米激光，该方法是目前最有希望实现全固态、高功率和高光束质量激光的手段。

镝离子

目前，镝激活激光晶体的商业LD泵浦源发展不成熟，现有1.3微米Nd

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，克服现有技术的不足，提供一类面向4～5微米全固态激光器的铥镝共掺低声子能量溴化物激光晶体及其制备方法。激活离子为镝离子，4～5微米激光辐射涉及跃迁Dy

本发明可通过下面的技术方案实现：

一类面向4～5微米全固态激光器的铥镝共掺低声子能量溴化物激光晶体，其特点在于该激光晶体的分子式为M(Tm

上述铥镝共掺溴化物激光晶体制备的方法采用坩埚下降法，具体步骤如下：

(1)选定金属元素M，选定x、y取值，在手套箱中将PbBr

(2)从手套箱中取出装有所配原料的石英坩埚，抽真空并焊接封口。升温至300～350℃，恒温5～10小时合成多晶原料；

(3)将盛有多晶料的石英坩埚置于坩埚下降法生长设备升温至390℃，恒温2～5小时，之后以0.1～1.0mm/h下降速度完成晶体生长。最后，经过5～10小时降至室温，最终得到高质量铥镝共掺低声子能量溴化物激光晶体。

本发明方案的技术效果：

1、单一Dy离子掺杂的MPb

2、Dy离子4～5微米激光下能级寿命过长是激光效率提升困难的主要原因，相比于Dy单掺杂，Tm离子的共掺引入新的能量传递上转换通道(Tm

3、铥镝共掺溴化物激光晶体M(Tm

4、本发明所述激光晶体熔点低，生长方法方便易行，适宜批量生产满足，适用于红外全固态激光技术中激光增益介质的需求，有良好的经济效益。

附图说明

图1为Tm

图2为K(Tm

图3为K(Tm

具体实施方式

为使本发明的实现及其用途优势更加清楚，下面结合实例详述本申请，但本申请的应用不局限于下述实施例。

实施例一：

金属元素选择K元素，选定x＝0.01、y＝0.001，采用坩埚下降法生长K(Tm

实施例二：

金属元素选择Rb元素，选定x＝0.1、y＝0.05，采用坩埚下降法生长Rb(Tm

实施例三：

金属元素选择Tl元素，选定x＝0.05、y＝0.02，采用坩埚下降法生长Tl(Tm