人工晶体学报

作者：窦仁勤, 刘耀, 罗建乔, 王小飞, 刘文鹏, 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：激光晶体,Nd∶GdYAG,光谱分析,Judd-Ofelt理论,热导率,

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

本文对所生长的Nd∶GdYAG晶体的吸收光谱和荧光光谱进行了测试,采用Judd-Ofelt理论对振子强度和线强、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,相关数据与YAG、LuAG、YVO4等晶体进行了对比。Ωt计算得出Ω2=(0.813±0.200)×10-20 cm2,Ω4=(3.381±0.187)×10-20 cm2,Ω6=(5.135±0.278)×10-20 cm2,相比YAG、LuAG、YVO4等晶体,Nd∶GdYAG晶体的强度参数Ω2较大,表明Gd3+的掺入增大了基质的无序度。计算并拟合了300~1 200 nm的吸收截面和折射率,其中808 nm处的吸收截面为5.0×10-20 cm2, 1 064 nm处的折射率为1.80。实测4F3/2能级的荧光寿命为228 μs,与计算的能级辐射寿命240 μs接近;1 064 nm处的发射截面为1.23×10-19 cm2,接近Nd∶YAG晶体的发射截面。室温下Nd∶GdYAG晶体的热导率为5.992 W/(m·K),略小于Nd∶YAG和Nd∶GGG,但大于Nd∶YVO4晶体。研究表明,Nd∶GdYAG是一种有应用前景的新型激光晶体材料。

来源：2024年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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