谭慧瑜,汪 瑞,张沛雄,尹 浩,李 真,陈振强

(暨南大学理工学院,光电工程系，广州 510632)

0 引 言

近年来，超强超短激光在材料科学、激光聚变、激光质子刀治疗癌症等相关领域有大量应用[1]，掺杂Yb3+的激光晶体在超快激光领域的应用背景是十分广泛的，并且，随着在0.9～1.1 μm波段具有高效性能的InGaAs激光二极管的快速发展，1 μm波段的掺Yb3+的固体激光器已经成为超快激光领域的研究热点之一[2-4]。得益于Yb3+能级简单，仅有2F7/2基态和2F5/2激发态两个电子态，具有量子缺陷低、吸收带宽、弱浓度猝灭、量子效率高、热损耗低，且没有交叉弛豫和激发态吸收等众多的优点[5-8]。并且，三价Yb3+的能级结构十分独特，掺杂Yb3+的激光介质在0.9～1.0 μm之间存在强且宽的吸收，对器件温控的要求越低，从而能够有效提高泵浦效率，在1.0～1.1 μm之间呈现宽带发射，利于超短脉冲的输出[9]。

众所周知，YAP(YAlO3)晶体有着优异的力学性能和热性能[10]，被证明是一种良好的激光基质材料[11-12]，基于此，在Yb∶YAP晶体中通过掺入Gd3+，代替部分Y3+，形成混合型的Gd3+/Yb3+∶YAP晶体，增加基质晶体的成分无序化，进一步拓宽掺杂离子Yb3+的吸收及荧光光谱[13-14]。

本文报道了采用提拉法成功地生长出新型混合Gd3+/Yb3+共掺铝酸钇晶体，对晶体的结构、光谱以及激光性能进行研究。

1 实 验

1.1 晶体生长

图1 Gd/Yb∶YAP单晶Fig.1 Gd/Yb∶YAP single crystal

采用传统的提拉法成功生长了Gd/Yb∶YAP激光晶体。采用经典固相反应制备了由5.0%(原子数分数)Yb∶Gd0.1Y0.9AlO3组成的Gd/Yb∶YAP多晶材料。使用纯度均为99.999%的Gd2O3、Al2O3、Y2O3、Yb2O3等原料，将所有配料放置混料机中充分混合均匀，然后将混合物压制成圆块，在马弗炉中烧结至1 200 ℃，烧结15 h后降至室温，将多晶料取出后放到铱坩埚中[15]，在氮气环境中进行晶体生长。……