掺铬钨酸锌单晶的退火工艺.pdf

一种作可调谐激光晶体用的掺铬钨酸锌单晶的退火工艺属于钨酸盐单晶体制造领域。
    掺铬钨酸锌是一种新型可调谐激光晶体，制成一定尺寸的晶棒后，可在室温下泵浦出近红外波段的高能量的宽带脉冲光。在现有的制造工艺中，拉制成的晶体都在空气中退火，存在严重的色芯;而如果采用掺入Li或Nb离子的方法去消除色芯的话，就会降低晶体的发光效率，缩短荧光寿命，因此，只能在77k温度下获得可调谐激光输出，在室温下只能泵浦厚度小于1mm的晶体，且只能获得微弱的宽带脉冲光输出，因此不具有实用价值。

    本发明的目的在于提供一种可大大消除色芯，透光性强，在室温下泵浦时发光效率高的可供实用的掺铬钨酸锌单晶的退火工艺。

    为了达到上述发明目的，本发明地特征在于：它是一种掺铬钨酸锌在固态介质中的退火工艺。其所采用的固态介质是Al2O3粉，或者是TiO2粉，也可以是上述两者的混合物。

    使用证明：按本发明提出的工艺对掺铬钨酸锌进行退火后，可使晶体颜色变浅，有助于消除由于氧空位而形成的严重色芯，增强透光性，提高发光效率。

    实施例：

    1、掺铬钨酸锌在Al2O3粉中的退火工艺（在ZnWO4中Cr2O3的重量比为0.005%，～0.01%，下同）晶体尺寸为φ20×60mm

    退火温度(℃)    1100    1150    1200

    保温时间(h)    20    25    30

    降温速度(℃/h)    100    130    160

    退火后，掺铬钨酸锌晶体的颜色变浅，由紫黑色变为亮紫色，与在空气中退火相比，在波长λ＝450～750mm范围其基质本身的吸收下降30%左右。

    2、掺铬钨酸锌在TiO2粉中的退火工艺：

    退火温度(℃)    1100    1150    1200

    保温时间(h)    20    22    25

    降温速率(℃/h)    100    130    160

    退火后，掺铬钨酸锌晶体的颜色变浅，由紫黑色变为亮紫色，与在空气中退火相比，在波长＝450～750mm范围其基质本身的吸收下降30%左右。

    3、掺铬钨酸锌在Al2O3和TiO2的混合粉末中的退火工艺：

    Al2O3:TiO2(重量比) 2:1 3:2 4:3

    退火温度(℃)    1100    1150    1200

    保温时间(h)    20    25    30

    降温速率(℃/h)    100    130    160

    退火后，掺铬钨酸锌晶体的颜色变浅，由紫黑色变为亮紫色，与在空气中退火相比，在波长λ＝450～750mm处，其基质本身的吸收下降30～35%。在室温下以激光为泵浦光，沿〔100〕方向泵浦时其近红外激光的输出能量平均为0.27mJ，输出波长为0.95μm。