Gd^(3+)/Y^(3+)共掺对Nd:CaF_2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF_2和Nd,Y:CaF_2晶体,研究了Gd^(3+)/Y^(3+)共掺对Nd^(3+)光谱性能以及Nd:CaF_2晶体晶胞参数的影响规律.对于0.5 at.%Nd,x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF_2系列晶体,当调控Gd^(3+)掺杂浓度为2 at.%时,具有最大的荧光寿命499μs;当Gd^(3+)掺杂浓度为5 at.%时,具有最大的吸收截面1.47×10^(-20)cm^2,最大的发射截面1.9×10^(-20)cm^2;当Gd^(3+)掺杂浓度为8 at.%时,具有最佳的发射带宽29.03 nm.对于0.6 at.%Nd,x at.%Y(x=2,5,8,10):CaF_2系列晶体,Y^(3+)掺杂浓度为5 at.%时,有最大的吸收截面2.41×10^(-20)cm^2,最大的发射截面3.17×10^(-20)cm^2;当Y^(3+)掺杂浓度为10 at.%时,具有最长的荧光寿命359.4μs,并且具有最大发射带宽26 nm.

Sc掺杂Nd:CaF_2激光晶体的结构及其光谱性能参数

采用温度梯度法生长了0.5at%Nd、xat%Sc:CaF_2(x=0,2,5,8)系列晶体,测试了晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。研究发现发射强度和荧光寿命随着Sc^(3+)离子浓度的增加而提高。通过改变Sc^(3+)离子的浓度发现,当掺杂5at%Sc^(3+)时可以获得最大的吸收截面为1.42×10^(–20) cm^2。另外,掺入Sc^(3+)使共掺晶体在吸收光谱796 nm处产生新峰。综上,通过调节Sc^(3+)离子浓度,可以改变Nd^(3+)离子的局域结构,优化晶体的光谱性能。