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本文首先介绍了激光晶体的发展历史,重点介绍微片激光和Yb:YAl3(BO3)4(简写Yb:YAB)激光晶体的发展过程和研究现状。
用顶部籽晶法生长不同激活浓度的Yb:YAB晶体和Yb:GAl3(BO3)4(简写Yb:GAB)晶体,助熔剂为K2Mo3O10和B2O3,籽晶的转速为4.5r/min,降温速率为1.5℃/day,生长周期约为30天。
室温下测量了不同浓度激活Yb:YAB和Yb:GAB(简写Yb:Y(G)AB)晶体的偏振吸收光谱、发射光谱以及荧光寿命。由于Yb3+离子属于准三能级激光系统,辐射陷阱效应影响荧光谱和荧光寿命的准确测量,所以在荧光实验中采用了Yb:Y(G)AB晶体的块状、粉末和稀释粉末三种样品来消除和揭示辐射陷阱效应对荧光谱和荧光寿命的影响。实验结果显示,除块状和粉末样品的荧光寿命外,其它的光谱参数几乎不随晶体中Yb3+浓度的变化而变化。
首次提出利用发射谱重心的变化△λ来评价辐射陷阱效应的强弱,并总结出△λ与Yb3+浓度的经验关系式。运用激子无规行走模型来分析Yb:Y(G)AB晶体中的荧光浓度猝灭和辐射陷效应对荧光寿命的影响,实验与理论计算结果的一致性表明利用无规行走理论模型分析固态材料中稀土离子第一激发态荧光寿命的可行性。
在此基础上,对实验结果进行了详细的分析与讨论,并指出可以利用稀释法测量稀土离子第一激发态的本征荧光谱和荧光寿命。