夏士兴，张月娟，李兴旺，王永国，莫小刚，申英杰，姚宝权

Fe2＋∶ZnSe激光晶体光学吸收及激光输出性能

夏士兴1，2，张月娟2，李兴旺2，王永国1，2，莫小刚2，申英杰3，姚宝权3

（1.华北光电技术研究所；2.北京雷生强式科技有限责任公司，北京100015；3.哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室，哈尔滨150001）

采用热扩散掺杂技术制备了Fe2＋∶ZnSe晶体，测试晶体样品中铁离子浓度达1.27× 1018cm－3。分析了Fe2＋∶ZnSe晶体光谱的光学吸收特性，在室温条件下，采用2.90μm激光器泵浦Fe2＋∶ZnSe晶体，获得了中心波长4.45μm，平均功率67 mW的中红外激光输出。

Fe2＋；ZnSe晶体；离子浓度；光学吸收；激光输出

1 引 言

掺铁硒化锌（Fe2＋∶ZnSe）晶体是一种可由激光器直接泵浦产生中红外（3～5μm）激光输出的激光晶体材料。其荧光寿命为0.3～100μs，波长调谐范围为3.7～5.1μm，且在低温与室温下均可实现中红外激光输出［1－4］，被认为是非常有前途的激光晶体材料之一［5－8］。

本文采用ZnSe晶体为基质材料，FeSe为掺杂物，采用热扩散掺杂技术制备了Fe2＋∶ZnSe晶体。分析了Fe2＋∶ZnSe晶体光学谱的吸收特性，实验测试了Fe2＋∶ZnSe晶体的激光输出性能。

2 实 验

本文中以化学气相沉积（CVD）硒化锌（ZnSe）晶体为基质材料，纯度为99.998%的硒化亚铁（FeSe）粉末为掺杂物，通过热扩散掺杂技术制备了Fe2＋∶ZnSe晶体。图1是采用热扩散掺杂技术制备的Fe2＋∶ZnSe晶体照片。由图1中可以看出，制备的Fe2＋∶ZnSe晶体呈深棕黄色，色泽均匀，晶体尺寸达Φ22 mm×2 mm。

采用Perkin Elmer型号Lambda900的UV／VIS／NIR Spectrometer和BRUKER型号EQUINOX55的红外光谱仪测试了Fe2＋∶ZnSe晶体的红外透过光谱。采用二次离子质谱仪（SIMS）测试了热扩散掺杂技术制备的Fe2＋∶ZnSe晶体样品中铁离子掺杂浓度。采用2.90μm激光器为泵浦源抽运Fe2＋∶ZnSe晶体，测试了Fe2＋∶ZnSe晶体的激光输出性能。……