Tm，Ho：BaY2F8晶体生长及性能研究

论文摘要

Tm,Ho:BaY2F8激光晶体是一种新型的近红外激光晶体材料,通过激发能够发射出2μmm的激光。2μm激光具有传输性能好,易被生物组织吸收,对人眼无害等优点,现在被广泛应用于军事,医疗,生物等各种领域。运用Tm,Ho:BaY2F8激光晶体的上转换特性,可以实现激光的上转换输出。本文介绍了Tm,Ho:BaY2F8激光晶体从多晶料到晶体的合成及生长。利用XRD,TG-DSC,荧光光谱及扫描电子显微分析等手段研究了多晶料及晶体的结构和性能。通过XRD分析得出,采用高温固相法在最佳温度960℃下合成的Tm,Ho:BaY2F8多晶料,晶粒尺寸范围为200—550nm,结晶度为76.88%；并发现运用双坩埚进行实验能够提高合成的多晶料的质量。采用提拉法生长出来了5%Tm,0.5%Ho:BaY2F8晶体,并对晶体进行了XRD、吸收和激发光谱分析。光谱分析结果表明：Tm,Ho:BaY2F8晶体在700到850nm范围内的吸收峰对应Tm3+离子的3H6→3H4能级跃迁；晶体在1400nm到2100nm范围内的吸收峰对应Tm3+离子的3H6→3F4能级跃迁和Ho3+离子的5I8→5I7能级跃迁；运用780nm激光激发晶体能够得到波长为2.056μm的近红外激光。运用水热法成功的生长出了Tm,Ho:BaY2F8纳米晶。通过XRD光谱分析得出了最佳的工艺参数；通过扫描电子显微分析对生长出的晶体进行了形貌结构分析；通过荧光光谱分析得出掺杂浓度为5%Tm3+和0.5%Ho3+的Tm,Ho:BaY2F8（？）内米晶的上转换效率最高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 激光晶体材料
• 1.2.1 激光晶体简介
• 1.2.2 激光晶体材料的发展
• 1.2.3 常见的几种激光晶体材料
• 1.3 近红外2μm波段的激光晶体
• 2F₈激光晶体介绍'>1.3.1 BaY₂F₈激光晶体介绍
• 2F₈激光晶体的发展现状'>1.3.2 BaY₂F₈激光晶体的发展现状
• 2F₈激光晶体'>1.3.3 Tm,Ho:BaY₂F₈激光晶体
• 1.4 激光晶体的上转换
• 1.4.1 上转换发光机制
• 1.4.2 激光晶体的上转换
• 1.5 论文研究的目的及主要内容
• 本章小结
• 2F₈多晶料的合成'>第二章 Tm,Ho:BaY₂F₈多晶料的合成
• 2.1 实验试剂及所需设备
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 测试仪器
• 2F₈多晶料的合成'>2.2 Tm,Ho:BaY₂F₈多晶料的合成
• 3和TmF₃'>2.2.1 中间原料HoF₃和TmF₃
• 2F₈多晶料的合成'>2.2.2 Tm,Ho:BaY₂F₈多晶料的合成
• 2.2.3 多晶料合成时工艺的选择
• 2F₈多晶料样品图'>2.2.4 Tm.Ho:BaY₂F₈多晶料样品图
• 2F₈多晶料的结构及性能研究'>2.3 Tm,Ho:BaY₂F₈多晶料的结构及性能研究
• 2.3.1 XRD分析
• 2.3.2 晶粒大小及结晶度分析
• 2.3.3 TG-DSC分析
• 2.3.4 荧光光谱分析
• 本章小结
• 2F₈晶体'>第三章 提拉法生长Tm,Ho:BaY₂F₈晶体
• 3.1 晶体生长方法选择
• 2F₈晶体生长'>3.2 Tm,Ho:BaY₂F₈晶体生长
• 3.2.1 实验试剂及仪器
• 3.2.2 晶体生长
• 2F₈晶体性能研究'>3.3 Tm,Ho:BaY₂F₈晶体性能研究
• 3.3.1 XRD分析
• 3.3.2 吸收光谱分析
• 3.3.3 荧光光谱分析
• 本章小结
• 2F₈纳米晶'>第四章 水热法生长Tm,Ho:BaY₂F₈纳米晶
• 4.1 实验试剂及仪器设备
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 测试仪器
• 2F₈纳米晶'>4.2 水热法生长Tm,Ho:BaY₂F₈纳米晶
• 4.3 水热法生长纳米晶各影响因素的选择
• 4.3.1 表面活性剂的选择
• 4.3.2 原料浓度的选择
• 4.3.3 PH值的选择
• 4.3.4 温度的选择
• 4.3.5 时间的选择
• 2F₈纳米晶结构及性能研究'>4.4 Tm,Ho:BaY₂F₈纳米晶结构及性能研究
• 4.4.1 XRD分析
• 4.4.2 扫描电镜显微分析
• 4.4.3 荧光光谱分析
• 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献