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Er
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用提拉法生长出Er3+:Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3+原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03。在30~1300 ℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃; 测得晶体在25 ℃时的比热值为0.48 J/(g·K)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25~200 ℃温度范围,晶体在〈100〉方向上的热导率为6.1~4.9 W/(m·K),在〈001〉方向上的热导率为7.7~6.2 W/(m·K)。
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书书书
文章编号:
02587025
(
2008
)
06091105
犈狉
3+
∶犢
0.5
犌犱
0.5
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4
激光晶体的生长和热学性质
黄晓辉
陈巧平
谢鸿芳
薛
岚
(宁德师范高等专科学校化学系,福建 宁德
352100
)
摘要
用提拉法生长出
Er
3+
∶Y
0.5
Gd
0.5
VO
4
单晶,用电感耦合 等离 子体(
ICP
)光 谱法 测定 晶体 中
Er
3+
原 子数 分数
为
0.83%
,有效分凝系 数 为
1.03
。在
30
~
1300 ℃
测 量 了 晶 体
犪
轴 和
犮
轴 的 热 膨 胀 系 数 分 别 为
2.08×10
-6
/
℃
,
8.87×10
-6
/
℃
;测得晶体在
25 ℃
时的比热值为
0.48J
/(
g
·
K
)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并 通过
计算得出晶体的热导率,在
25
~
200 ℃
温度范围,晶体在〈
100
〉方向上的热导率为
6.1
~
4.9 W
/(
m
·
K
),在〈
001
〉方
向上的热导率为
7.7
~
6.2 W
/(
m
·
K
)。
关键词
材料;
Er
3+
∶Y
0.5
Gd
0.5
VO
4
单晶;热导率;比热;热扩散率;分凝系数
中图分类号
O782
+
.5
文献标识码
A
犌狉狅狑狋犺犪狀犱犜犺犲狉犿犪犾犘狉狅
狆
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犌犱
0.5
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4
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狔
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fan
g
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,
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)
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axisand
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Gd
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4
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~
4.9 W
/(
m
·
K
),
7.7
~
6.2 W
/(
m
·
K
)
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p
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y
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g
efrom25 ℃ to200 ℃.
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Gd
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4
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y
stal
;
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y
;
s
p
ecificheat
;
thermaldiffusivit
y
;
se
p
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收稿日期:
20071107
;收到修改稿日期:
20071120
基金项目:福建省教育厅(
JB06192
)和宁德师范高等专科学校(
2006Y008
)资助项目。
作者简介:黄晓辉(
1982
—),女,福建人,讲师,硕士,主要从事激光晶体材料生长方面的研究。
Email
:
p
au
p
erxh
@
sina.com
1
引
言
目前,全固态激光器在工业、军事、通信、医疗等
方面都具有重要应用
[
1
]
,特别是在光信息存储、光纤
通信等领域的应用前景更为广阔。但全固态激光器
在运 转过程中会 产生部分热 量
[
2
]
,其施加到激 光基
质上会严重影响晶体的使用寿命和激光器的输出质
量,抑制激光输出 功 率,甚 至导致激 光 晶体的开 裂。
因此,作为全固态激光 器 的核心元 件 的激光晶 体 材
料其热学性质的研究显得十分重要。
Er
3+
离子具有丰 富的能级,发射 波长从可见 到
红外,并 在
1.6
μ
m
和
2.9
μ
m
波段实现了激光输出。
1.6
μ
m
激 光 对 人 眼 安 全,而
2.9
μ
m
激 光 能 被 水 吸
收
,并和羟基物质也有很强的相互作用。 掺
Er
3+
离
子的激光材料引起 了人们的 广 泛关注,其中钒酸 盐
系列激光晶体因其 优良的性 能,而 成 为激光二 极 管
(
LD
)抽运固 体激光器 中 使用最广泛的激光介质之
一。
Er
3+
∶Y
0.5
Gd
0.5
VO
4
晶体具 有优良的 激 光和化
学性能,是一种潜在的 中 高功率激 光 二极管抽 运 的
激光材料
[
3
,
4
]
。但由于 晶体的热 学 性能对激 光 系统
的设计有重 要 的 影 响,因 此 对
Er
3+
∶Y
0.5
Gd
0.5
VO
4
晶体热 学 性 质 的 测 试 十 分 重 要。 本 文 报 道
Er
3+
∶
Y
0.5
Gd
0.5
VO
4
激光晶体的生长和热学性质。
第
35
卷
第
6
期
2008
年
6
月
中
国
激
光
CHINESEJOURNAL OFLASERS
Vol.35
,
No.6
June
,
2008
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