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随着激光二极管(LD)的发展和人们日益增长的对全固态超快激光器(DPL)的需求，探索适合LD泵浦的飞秒激光晶体近年来引起人们的重视。本文研究了Cr3+离子掺杂MgMoO4、MgWO4、Li2Mg2(MoO4)3晶体和Yb3+离子掺杂Ca9Gd(VO4)7晶体的生长、表征与光谱学性能。
(1):本论文首先简要概述了飞秒激光及飞秒激光晶体的发展历史和应用概况，并介绍了研究中涉及到的实验原理方法与激光晶体的光谱理论。
(2):采用顶部籽晶助熔剂法生长了Cr3+离子掺杂MgMoO4、MgWO4、Li2Mg2(MoO4)3晶体，用提拉法制备了Yb3+离子掺杂Ca9Gd(VO4)7晶体，并对这些晶体进行表征;测定了MgMoO4晶体和Ca9Gd(VO4)7晶体的机械性能、热学性能;用ICP方法测试了晶体中各元素相对含量，并计算出晶体中掺杂离子的分凝系数。
(3):研究了上述晶体的吸收谱、发射谱和荧光寿命，并对其进行了光谱参数计算;分析了上述系列Cr3+离子掺杂晶体的晶场和电-声耦合特性。
(4):Cr3+MgMoO4晶体在600-700nm波长范围内有较强的吸收，在711nm处的吸收跃迁截面为10.64×10-20cm2(E∥Nm);荧光谱的半峰宽为188nm，在峰值963.6nm处的发射跃迁截面为75.12×10-20cm2(E∥Ng)，荧光寿命为1.54μs;该晶体中Cr3+离子所处晶场强度为1431cm-1，有效声子能量为317cm-1，黄昆-里斯数为5.6。
Cr3+:MgWO4晶体在650-850nm波长范围内有较强吸收，在732nm处的吸收跃迁截面为8.86×10-20cm2;荧光谱峰值波长为993.6nm，半峰宽为260nm，寿命为1.x21μs;该晶体中Cr3+离子所处晶场强度为1351cm-1，有效声子能量为304.4cm-1，黄昆-里斯数为5.67。
Cr3+:Li2Mg2(MoO4)3晶体在600-800nm波长范围内有较强吸收，在699nm处的吸收跃迁截面为11.5×10-20cm2;荧光谱峰值波长为926.9nm，半峰宽为218nm，<中文标题>=寿命为0.74μs;该晶体中Cr3+离子所处晶场强度为1435cm-1，有效声子能量为318.15cm-1，黄昆-里斯数为5.59。
Yb3+:Ca9Gd(VO4)7晶体的吸收光谱表明其在981nm处有较强吸收，吸收跃迁截面为1.94×10-20cm2(σ);荧光谱的峰值为998nm，在该处的发射跃迁截面为0.21×10-20cm2(σ)。该晶体的荧光光谱半峰宽分别为71.8nm(π)和60.3nm(σ)，有望作为飞秒激光晶体。