【摘要】：全固態(tài)激光器具有可靠性高、光束質(zhì)量高、穩(wěn)定性好和轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),黃光激光器在醫(yī)療、原子冷卻與捕獲、通信等多個(gè)方面具有廣泛的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)的黃光激光器,激光二極管泵浦Dy離子摻雜介質(zhì)的激光器不需要進(jìn)行非線(xiàn)性頻率變換、體積小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在新材料研究中,Na_2Gd_4(MoO_4)_7具有高度的無(wú)序性,可以摻雜濃度更高的稀土離子并展寬離子的吸收光譜和發(fā)射光譜。本文以Dy、Dy/Tb和Dy/Eu摻雜Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體為研究對(duì)象為基質(zhì),對(duì)其生長(zhǎng)工藝、熱學(xué)特性和和光學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:一、通過(guò)高溫固相合成法合成了多晶原料并采用提拉法成功生長(zhǎng)了Dy、Dy/Tb和Dy/Eu:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體。二、對(duì)晶體的熱學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試和表征,得到Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體的熔點(diǎn)為1179°C,繼續(xù)加熱至熔點(diǎn)以上會(huì)發(fā)生分解生成Gd_2(MoO_4)_3和Na_2MoO_4的分解物。三、通過(guò)Judd-Ofelt理論計(jì)算出Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體的強(qiáng)度參數(shù)為Ω_2=20.89×10~(-20)cm~2,Ω_4=4.11×10~-2020 cm~2,Ω_6=2.32×10~-2020 cm~2。黃光躍遷~4F_(9/2)→~6H_(13/2)(575 nm)具有最大的熒光分支比(74.5%),輻射壽命計(jì)算為187μs,最大的熒光發(fā)射截面為1.05×10~-2020 cm~2,熒光壽命測(cè)得142μs,熒光量子效率為75.9%。對(duì)比其他Dy~(3+)離子摻雜的晶體,如Li NbO_3,Lu_2SiO_5等,在黃光躍遷~4F_(9/2)→~6H_(13/2)波段575 nm處,Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體具有更大的熒光發(fā)射截面和熒光分支比。四、通過(guò)在Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體中共摻雜Tb離子,進(jìn)一步提高晶體黃光躍遷(~4F_(9/2)→~6H_(13/2))的熒光分支比(80.2%),和增大對(duì)應(yīng)的熒光發(fā)射截面(1.34×10~-2020 cm~2)。共摻Tb離子后,一方面有利于Dy黃光躍遷下能級(jí)~6H_(13/2)的粒子數(shù)減少,另外一方面,對(duì)Dy黃光躍遷的上能級(jí)影響很小,并且有效減少下能級(jí)壽命,從而促進(jìn)Dy離子~4F_(9/2)→~6H_(13/2)躍遷的離子數(shù)反轉(zhuǎn),增強(qiáng)其熒光發(fā)射。五、最后,本文第一次嘗試在Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7中共摻雜Eu離子,結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)于黃光發(fā)射對(duì)應(yīng)能級(jí)躍遷(~4F_(9/2)→~6H_(13/2)),相比于Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體,Eu離子對(duì)Dy黃光躍遷的上能級(jí)影響很小,而且Dy/Eu:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體具有更高的熒光分支比(80.0%),和更大的發(fā)射截面(1.55×10~-2020 cm~2)更高的熒光量子效率(57.4%)�？偟膩�(lái)說(shuō),本文研究了Dy、Dy/Tb和Dy/Eu:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體的生長(zhǎng)及光學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7具有較好的光學(xué)性能。在Dy:Na_2Gd_4(MoO_4)_7中共摻雜Tb或Eu離子,發(fā)現(xiàn)Dy/Tb和Dy/Eu:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體的熒光分支比得到增加,黃光發(fā)射效率得到提高,表明Dy/Tb和Dy/Eu:Na_2Gd_4(MoO_4)_7晶體是一個(gè)很有發(fā)展前景的黃光激光晶體。
【圖文】：

圖 2.1 DSC 曲線(xiàn)的分析示意圖Fig.2.1 The diagram to analysis the DSC curve樣品進(jìn)行 TG-DSC 熱分析，，了解晶體的熔點(diǎn)及其熱穩(wěn)定性，觀(guān)現(xiàn)物質(zhì)質(zhì)量增加或者減少的情況，以此根據(jù)樣品的化學(xué)式以及

圖 3.1 摻雜 Dy 離子晶體的能級(jí)圖Fig.3.1. Energy level scheme of the Dy3+-doped crystal.oO4)7屬于白鎢礦結(jié)構(gòu)（四方晶系，空間群 I41/a），化學(xué)式可
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O734

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687011