[发明专利]中红外激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体

权利要求书

1.一种中红外宽谱可调谐激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于利用安瓿双端置掺杂物真空热扩散传输法制备双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体，包括以下具体工艺步骤：

（1）将Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4），置于由中间大、两端小的由三截石英管组成的石英安瓿（3）中间，取单质Co粉末（1）与单质Cr粉末（5）分别置于石英安瓿（3）的两端，且Co与Cr两种单质粉末各自与Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片之间的距离相等；

（2）将步骤（1）所述三截石英管组成的石英安瓿（3）利用氢氧焰高温粘合在一起，并将其抽真空为10^-3～10^-5Pa后密封；

（3）将步骤（2）密封好的石英安瓿（3）放置于由多组加热棒（2）加热的高温炉中，在温度为700～1300℃的条件下，热扩散1～15天，即得双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体激光增益介质样品；

（4）最后将步骤（3）掺杂完成的二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体激光增益介质样品进行抛光、切割，即获得中红外宽谱可调谐激光增益介质双掺杂Cr²⁺,Co²⁺:Ⅱ-Ⅵ晶体。

2.根据权利要求1所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于所述Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）是ZnS、或ZnSe、或ZnTe、或CdS、或CdSe或CdTe晶体薄圆片。

3.根据权利要求1所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于所述的单质钴粉末（1）与单质铬粉末（5）其纯度为99.99%以上；所述Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）其纯度为99.999%以上。

4.根据权利要求1或3所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于所述掺杂离子的浓度分别为Cr²⁺为1×10¹⁸ cm^-3～1×10²⁰ cm^-3、Co²⁺为1×10¹⁸ cm^-3～1×10²⁰ cm^-3。

5.一种中红外宽谱可调谐激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于利用晶体双面镀铬薄膜和钴薄膜真空热扩散法制备双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体，包括以下具体工艺步骤：

（1）利用溅射法或蒸镀法在Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）的两晶面分别镀上单质Co薄膜（7）与单质Cr薄膜（6），其两晶面镀薄膜厚度为100～500nm；

（2）将步骤（1）已镀好薄膜的Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）放入石英安瓿（3）中，并将其抽真空为10^-3～10^-5Pa后密封；

（3）将步骤（2）密封好的石英安瓿（3）放置于高温炉中，在温度为700～1300℃的条件下，热扩散1～15天，即得双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体激光增益介质样品；

（4）最后将步骤（3）掺杂完成的二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体激光增益介质样品进行抛光、切割，即获得中红外宽谱可调谐激光增益介质双掺杂Cr²⁺,Co²⁺:Ⅱ-Ⅵ晶体。

6.根据权利要求5所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于

所述Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）是ZnS、或ZnSe、或ZnTe、或CdS、或CdSe或CdTe晶体薄圆片。

7.根据权利要求5所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于

所述单质钴薄膜（7）和单质铬薄膜（6）其纯度均为99.99%以上；所述Ⅱ-Ⅵ晶体薄圆片（4）的纯度为99.999%以上。

8.根据权利要求5或7所述双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体的制备方法，其特征在于所述掺杂离子的浓度分别为Cr²⁺为1×10¹⁸ cm^-3～1×10²⁰ cm^-3、Co²⁺为1×10¹⁸ cm^-3～1×10²⁰ cm^-3。