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掺杂GdVO_4晶体的生长及其光谱特征

吴敬朋  
【摘要】: GdVO_4晶体是一种优良的激光基质材料,本文对其进行了研究,包括生长工艺、缺陷、稀土离子的掺杂、光谱分析以及相关计算。 论文对晶体提拉法生长的装置、过程以及影响晶体生长的因素进行了详细的分析,确定了合适的生长工艺参数:转速为20r/min左右;提拉速度为1~2mm/h。生长出了质量良好的GdVO_4、Pr:GdVO_4和Yb:GdVO_4,尤其Pr:GdVO_4晶体的生长尚属首次。 通过X射线粉末衍射实验确定了晶体的晶胞参数,结果表明稀土离子的掺杂对晶体结构的影响不大。采用侵蚀法对晶体进行了位错分析试验,对晶体宏观和微观缺陷进行了分析。 对Pr:GdVO_4晶体的吸收光谱进行了测试,获得了晶体的轴谱图、σ谱图和π谱图。分别测试了在404nm、483nm、488nm和532nm光源激发下的荧光光谱,通过对吸收光谱和荧光光谱的分析,确定了晶体中Pr~(3+)离子的能级,并根据Judd-Ofelt理论,首次计算了Pr~(3+)离子在GdVO_4晶体中的唯象参数Ω_t(t=2,4,6),数值分别为:Ω_2=0.1243×10-19cm2,Ω_4=0.4380×10-19cm2,Ω_6=0.4831×10-19cm2,并且据此参数计算了在GdVO_4晶体中Pr~(3+)离子能级的系列光谱参数。 测试了Yb:GdVO_4晶体的吸收光谱以及在940nm和976nm光源激发下的荧光光谱,通过光谱分析确定了Yb~(3+)离子的能级,并分别计算了Yb:GdVO_4晶体的谱线强度、振子强度、跃迁几率和能级寿命等光谱参数。


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