Nd:YCOB晶体光谱性质和强度参数

Optical Properties and Parameters of Nd:YCOB Crystal

硼酸钙氧钇 (YCa4 O(BO3) 3,YCOB)晶体是近年来发展起来的一种新型非线性光学晶体。它有较大的非线性系数 ,良好的透光波段 ,并可对一些常用的激光波段实现位相匹配而产生蓝、绿波段激光。Nd3+ 离子是激光晶体中常用的稀土激活离子。YCOB中的Y3+ 容易为Nd3+ 取代而形成Nd :YCOB。我们采用熔体提拉法在近化学计量比的熔体中生长了Nd :YCOB。另外 ,用稀盐酸和氧化钕制得了 0 .1M的Nd3+ 溶液。通过测量Nd3+ 在溶液中以及在晶体中的室温吸收谱 ,比较了Nd3+ 在自由态和晶体场中吸收峰的不同。实验发现 ,Nd3+离子在溶液吸收谱上 6 0 0nm附近的强吸收峰是单重峰 ,而在晶体吸收谱上却分裂为四重峰 ,显然这是由于晶体场的作用而产生的Stark能级分裂而非离子的本征能级跃迁。我们还利用Judd Ofelt理论计算了Nd :YCOB晶体中Nd3+ 离子的光谱参数 ,拟合了强度参数Ωλ:Ω2 =3.510× 10 - 2 0 cm2 ,Ω4 =7.82 2× 10 - 2 0 cm2 ,Ω6 =3.795× 10 - 2 0cm2 ,其均方根误差为 10 - 2 1;并求出了各能级的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比。其结果见表 1、2。从Nd :YCOB晶体的光学参数计算表明Nd :YCOB晶体的 βc(4 F3/ 2 4 I9/ 2 )较大 ,易于实现4 F3/ 2 4 F9/ 2 通道的激光运转。由此可见 ,Nd