【摘 要】
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本文对掺Ca2+的Nd:YVO4晶体的原料合成、晶体生长、基本物理化学性能参数和光谱性质作了较为系统的研究。分别用固相法和液相法合成了适合晶体生长的多晶原料。采用高温提拉
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本文对掺Ca2+的Nd:YVO4晶体的原料合成、晶体生长、基本物理化学性能参数和光谱性质作了较为系统的研究。分别用固相法和液相法合成了适合晶体生长的多晶原料。采用高温提拉法生长了不同Ca2+掺杂浓度的CaxY1-xVO4和不同Nd3+掺杂浓度的Nd:Ca0.05Y0.95VO4晶体,并对生长工艺进行了探索。测定了晶体中掺杂离子的浓度,计算了其分凝系数,Ca2+和Nd3+在晶体中的分凝系数平均值分别为0.52和0.61。对Nd:CaxY1-xVO4晶体进行了XRD分析,计算了其晶胞参数,表明晶体结构没有发生大的变化,仍属四方晶系,具有锆石型结构。对CaxY1-xVO4晶体的热导率的测定,表明Ca2+掺入后有利于提高晶体的热导率。测试了常温下CaxY1-xVO4晶体的拉曼光谱和Nd:CaxY1-xVO4晶体的吸收光谱、荧光光谱及荧光寿命谱。运用群论对称分析法对其拉曼光谱进行了群论分析,并对其拉曼谱线进行了归属,结果表明:Ca2+掺入YVO4晶体后使其在893cm-1处的[VO4]拉曼峰明显增强。根据Judd-Ofelt理论,计算了Nd:CaxY1-xVO4晶体的光谱参数。1.21at.%的Nd:Ca0.05Y0.95VO4晶体在808nm的吸收截面为14.11×10-20cm2,适合808nm的激光二极管泵浦。其发射截面和辐射寿命分别为2.771×10-18cm2和106.5μs。研究表明,掺入Ca2+后,Nd:Ca0.05Y0.95VO4晶体的激光性能没有发生很大改变,仍有实现激光输出的可能;但其拉曼性能却得到提高,因而,Nd:Ca0.05Y0.95VO4晶体可望成为自拉曼频移激光晶体候选材料。
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