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立方结构的氟化铅晶体具有透光范围宽、很低的声子能量等特性，可以采用坩埚下降法生长出大尺寸、高质量的PbF2晶体，因此PbF2晶体将是一种性能优良的中红外激光基质材料。掺Dy3+离子在中红外波段的发光，有利于1.8μm、2.9μm、4.3μm激光输出的实现;2μm波段固态激光器在军事、医疗等方面均有重要应用，因而继续深入研究Tm3+的2μm激光晶体十分必要;在Yb3+掺杂的晶体中浓度猝灭的现象弱于很多其它稀土离子掺杂，已经实现在很高的掺杂浓度下激光输出，因此研RE3+(RE=Dy，Tm，Yb)∶PbF2激光晶体具有很重要的意义。本文对RE∶PbF2激光晶体的生长及性能进行研究，主要包括以下几个方面内容: 1.利用坩埚下降法生长了2％ Dy∶PbF2、2％ Tm，2％ Na∶PbF2激光晶体，晶体质量一般，均不同程度出现了开裂，局部透明性较好，在课题组原来研究基础上成功生长了直径为50mm的大尺寸2％ Yb，2％ Na∶PbF2激光晶体; 2.利用XRD，ICP等方法对三种晶体进行了结构表征和分凝系数的计算;测试了Dy∶PbF2不同部位的线膨胀系数和热导率，计算出平均线膨胀系数为36.79×10-6/K，室温下Dy∶PbF2晶体热扩散系数为0.52/mm2，热导率为1.06W/m·K; 3.测试并分析了Dy∶PbF2紫外、可见区和红外区吸收光谱，根据吸收光谱用J-O理论拟合出光谱的跃迁强度参数，并计算出各能级在电偶极近似模式下的辐射跃迁几率、辐射寿命和荧光分支比; 4.以1100nm的LD泵浦源测试了Dy∶PbF2中红外区的荧光光谱，同时根据Dy∶PbF2晶体位于2860nm荧光衰减曲线，通过数据拟合计算出激发态6H13/2的荧光寿命为15.19ms; 5.用氙灯做激发源，分别以350nm和384nm为激发波长测试了Dy∶PbF2晶体的光致发光光谱，同时发出蓝光(430-480nm)和互补色黄光（570-595nm）。首次计算了Dy∶PbF2晶体分别在350nm和384nm为激发波长下的CIE标准色度坐标和色温; 6.研究分析了室温下Tm，Na∶PbF2的吸收光谱和荧光光谱，与单掺Tm∶PbF2对比发现，当共掺2 mol％的Na离子时，Tm离子位于776nm的吸收峰的吸收系数和吸收截面都增大;在中心波长为1840nm处出现了较宽的强荧光峰，荧光峰跨跃了1700～2100nm，近400nm的峰宽暗示Tm，Na∶PbF2有利于可调谐激光的输出，通过数据拟合得到3F4能级的荧光寿命为5.02ms; 7.分析了室温下Yb，Na∶PbF2的透过率曲线和吸收光谱与荧光光谱，在900～1050nm范围内均发现了较强的吸收峰，和单掺Yb∶ PbF2晶体相比，吸收系数明显变强，吸收截面和带宽均变大;在中心波长977nm处出现了较宽的荧光峰，荧光峰跨跃了960～1050nm，通过数据拟合得到了2F5/2能级的荧光寿命为1.612ms。