[发明专利]一种碲掺杂锗酸铋晶体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碲掺杂锗酸铋晶体材料及其制备方法和应用，该材料的分子式为Te_4xBi_4(1‑x)Ge₃O₁₂，其中，x的取值范围为0.005～0.02，x代表Te离子的掺杂浓度，Te离子取代Bi离子格位；所述晶体材料的晶系为立方晶系，空间群为I‑43d，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4。本发明的Te⁴⁺掺杂的锗酸铋晶体材料，不仅在近红外激光方面有潜在应该用价值，其倍频激光在激光钠导星、生物医学、信息存储、通讯领域、国防军工、大气遥感等方面有着重要应用。其制备方法可以生长长度很长且直径均匀的晶体，生长晶体快速，节约大量时间，生长晶体所用原料较少，降低实验成本。

技术领域

本发明属于激光晶体材料领域，具体涉及一种碲掺杂锗酸铋晶体材料及其制备方法和应用。

背景技术

激光是人类科学史上最伟大的发明之一，广泛的应用于激光光电子技术、激光通讯、激光医学工程、激光测量技术、激光影像技术、激光光谱学、非线性光学、量子光学、激光雷达技术、超快激光学、激光红外制导技术、激光军事技术、激光控制核聚变技术等领域，被全世界科研工作者广泛研究至今，进入21世纪的新时期、新阶段以来，激光及激光技术的飞速发展推动着光电子技术及产业的巨大进步，人们对激光核心工作元件激光晶体，提出了更高的要求。

随着研究的不断展开和深入，国内外科技工作者积极寻找物理化学性能、机械加工性能、光学性能优异且适合于商用二极管泵浦的激光晶体材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种碲掺杂锗酸铋晶体材料及其制备方法和应用，获得一种新型的激光晶体，应用于激光技术领域。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碲掺杂锗酸铋晶体材料，该材料的分子式为Te_4xBi_4(1-x)Ge₃O₁₂，其中，x的取值范围为0.005～0.02，x代表Te离子的掺杂浓度，Te离子取代Bi离子格位；所述晶体材料的晶系为立方晶系，空间群为I-43d，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，Z＝4。

一种碲掺杂锗酸铋晶体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将TeO₂、Bi₂O₃、GeO₂高纯原料按照化学通式进行称量：Te_4xBi_4(1-x)Ge₃O₁₂，其中x为熔体中掺杂Te离子的浓度；

步骤2)原料称量后，在玛瑙研钵内混合均匀，塑型成棒状后密封，在70MP下冷等静压2min，然后在空气中于500℃烧结20h，烧结好的原料放在坩埚内备用；

步骤3)用氧化锆作为保温罩，把经步骤2)处理的原料放入铂金坩埚，装入微下拉炉，进而升温熔化准备生长；微下拉速度为0.2mm/min，晶体生长完成后，缓慢降至室温并取出晶体，即可。

优选地，步骤1)所述TeO₂的纯度≥99.999％，所述Bi₂O₃的纯度≥99.999％，所述GeO₂的纯度≥99.999％。

一种碲掺杂锗酸铋晶体材料在近红外激光方面的应用。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的Te⁴⁺掺杂的锗酸铋晶体材料，由于Te团簇发光中心可以直接被商用974nm LD泵浦，发射出1.1～1.2μm近红外激光，不仅在近红外激光方面有潜在应该用价值，其倍频激光在激光钠导星、生物医学、信息存储、通讯领域、国防军工、大气遥感等方面有着重要应用。