[发明专利]一种掺杂钒酸镝磁光晶体、生长方法及其应用

说明书

本发明包含一种掺杂钒酸镝磁光晶体的生长方法和及其应用。所述掺杂钒酸镝的分子式为K_xM_yDy_(1‑x‑y)VO₄，M为+3价金属离子或+2价金属离子，0.01≤x≤0.5，0≤x≤0.5，该系列晶体所，是一致熔融成分，使用的原料价格低廉，可使用提拉法实现大尺寸生长，可有效降低晶体生长成本。该系列晶体在490‑720nm波段的透过率在70％‑85％之间，在532nm‑220‑(‑309)rad/m/T，比TGG晶体高出13％‑38％，在应用方面相对于TGG晶体，有利于可见光波段磁光器件(如光隔离器、光调制器、磁光开关等)的小型化设计，同时也可以减少晶体使用长度，有效降低器件研发成本。

技术领域

本发明属于晶体材料技术领域，涉及一种掺杂钒酸镝磁光晶体的生长方法以及应用。

背景技术

磁光晶体是一种基于磁光效应的重要光功能晶体。应用到诸如磁光隔离器、磁光调制器、磁光开关、磁光环形器、以及光纤电流传感器等磁光器件中。目前是主流的商业化磁光晶体TGG，具有激光损伤阈值大、导热系数高、低光损耗、易实现大尺寸生长等优点，主要应用到光纤激光器以及多级放大激光器中。TGG晶体的缺点在于，Verdet常数不大、原料中Ga₂O₃、Tb₄O₇价格昂贵成本高。

稀土钒酸盐是一种优异的激光介质，具有优异的光学性能。TbVO₄晶体以及掺杂TbVO₄作为磁光晶体已经被报道，TbVO₄晶体使用波长范围为400–1200nm，在1064nm波长下，Verdet常数使TGG的1.45倍，掺杂TbVO₄晶体Yb_0.1Tb_0.9VO₄在1064你们波长下的Verdet常数是TGG的2倍，但是TbVO₄系列晶体的消光比不高，而且作为有效磁光离子，原料Tb₄O₇价格昂贵，晶体成本高。

基于此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种新型磁光晶体掺杂钒酸镝，并提供钒酸镝晶体的制备方法和利用该晶体研制光隔离器的方法。

本发明提供了一种掺杂钒酸镝的磁光晶体，化学式是K_xM_yDy_(1-x-y)VO₄，其中M为+3价金属离子或+2价金属离子，0.01≤x≤0.5，0≤x≤0.5。

上述晶体中，所述的+3价金属离子包括Sc³⁺、Y³⁺、La³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Pm³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺、Al³⁺、Ga³⁺、In³⁺等中的一种或者几种离子。

所述的M为+2价金属离子，包括Mg⁺²、Ca⁺²、Sr⁺²、Ba⁺²、Zn⁺²、Cd⁺²、Pb⁺²、Eu⁺²等其中的一种或者几种离子。