Nd∶GdYAG激光晶体的光谱分析及热学性能研究

• Published in: 人工晶体学报 Vol. 53; no. 9; pp. 1504 - 1511
• Main Authors: 窦仁勤, 刘耀, 罗建乔, 王小飞, 刘文鹏, 张庆礼
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037%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 15.09.2024; 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; 中国科学技术大学,合肥 230026; 先进激光技术安徽省实验室,合肥 230037
• Subjects: Judd-Ofelt理论; Judd-Ofelt theory; 光谱分析; spectral analysis; laser crystal; 热导率; 激光晶体; thermal conductivity; Nd∶GdYAG
• ISSN: 1000-985X
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-985X.2024.09.003

O734%O657.3; 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4 F3/2能级的荧光寿命为228 μs,与计算的能级辐射寿命240μs接近;1 064 nm处的发射截面为1.23 × 10-19cm2,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.