Yb³⁺掺杂浓度对Yb:CALGO晶体的结构与光谱性能的影响研究

【作者】 刘小虎； 李坚富； 朱昭捷； 涂朝阳； 王燕；

【机构】 中国科学院福建物质结构研究所； 福州大学化学化工学院；

【摘要】 采用Czochralski法生长了一系列不同Yb浓度掺杂的Yb:CALGO大尺寸晶体,测试其散射损耗,并测试研究了晶体中的分凝系数、XRD、拉曼光谱、偏振吸收和发射光谱以及荧光寿命等。文中根据掺杂取代比例和XRD计算的晶格参数,分析了Yb对Gd和Ca取代比例对晶胞参数的影响规律。拉曼光谱受到Yb掺杂浓度的影响较小,但在(100)面和(001)面上的差异非常明显。在980 nm附近的中心吸收波长处,π偏振和σ偏振的吸收强度均随Yb浓度的增加而呈线性增加,而此波长处采用倒易法计算出的发射截面与浓度的关系可采用单指数衰减函数很好地拟合。在932 nm激发下,由于Yb在980和1036 nm处的自吸收作用,偏振发射光谱的形状均会随着Yb浓度的变化而变化。平均荧光寿命随浓度先增加后减少,最大值为1.17 ms,此时Yb浓度为7.196 at.%。该工作为飞秒激光实验中Yb浓度选择提供了一定的实验基础。更多还原