人工晶体学报

作者：窦仁勤, 黄磊, 王小飞, 高进云, 刘文鹏, 罗建乔, 张庆礼

单位：1.中国科学院合肥物质科学研究院,安徽光学精密机械研究所,光子器件与材料安徽省重点实验室,合肥 230031;；2.先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037;；3.中国科学技术大学,合肥 230026

关键词：Nd∶TSAG,磁光晶体,晶体生长,光谱分析,磁光性能,热导率,

基金：国家重点研发计划(2023YFB3507401,2023YFB3507403,2022YFB3605700);国家自然科学基金(52272011,51802307);中国科学院青年创新促进会(2023463)

本文采用提拉法首次生长了晶体尺寸为ϕ50 mm×100 mm的Nd∶TSAG磁光晶体,对其结构、光谱、磁光及热学性能进行了研究,并对振子强度和线强、强度参数Ωt、4F3/2→4IJ能级间的跃迁概率、能级辐射寿命、荧光分支比等光谱参数进行了计算。对Nd∶TSAG多晶样品掺杂浓度进行了优化,Nd3+的最佳掺杂浓度(原子数分数)为1%。晶体及粉末X射线衍射分析结果表明,晶体为纯相且结晶质量较好,Nd3+在TSAG晶体中的分凝系数为0.64。Nd∶TSAG晶体在可见和近红外波段,除了Tb3+和Nd3+的特征吸收,透过率达到80%以上。在808 nm激发下,Nd∶TSAG的最强荧光峰在1 070 nm附近。Nd∶TSAG晶体在473、532、632.8、1 064 nm波长处的折射率分别为1.925 9、1.915 3、1.903 8和1.885 2,拟合了四参数Sellmeier折射率方程。采用消光法测试了Nd∶TSAG晶体在405、532、635、1 064 nm波长处的Verdet常数分别为599.8、202.8、152.3、46.8 rad·m-1·T-1。室温下,Nd∶TSAG晶体的热导率为3.95 W/(m·K)。研究结果表明,Nd∶TSAG是优异的磁光晶体,也是潜在的优异激光晶体,有望同时实现磁光和激光的功能。

来源：2024年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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