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作者：陈宇轩;蒋新;申慧;田甜;蒋泽锋;徐家跃;
单位：上海应用技术大学材料科学与工程学院;广西桂林佳兴宝石晶体有限公司;四川成都新兴宝石晶体有限公司;
摘要：1.5～1.7μm人眼安全波段激光在激光测距、激光雷达和光通信等领域具有重要应用。然而，现有的Er:YAG、Er:LuYO_3等激光晶体受限于较小的发射截面或晶体尺寸，难以满足高功率、大型化激光器的需求。因此，开发兼具大尺寸和高发射截面的新型激光晶体已成为当前研究的热点。本工作采用冷坩埚法生长了稀土掺杂钇稳定氧化锆(YSZ)晶体，晶体呈<111>择优生长取向，单体直径和长度都超过150 mm(6英寸)，是目前所知最大的YSZ单晶。研究了Er掺杂YSZ晶体的吸收、发射光谱。结果表明，在971 nm波长激发下，YSZ:Er晶体在1530 nm处表现出强发射峰，对应~4I_(13/2)→~4F_(15/2)跃迁；发射截面随Er~(3+)含量变化，Er~(3+)含量为1.60%(摩尔分数，下同)时为4.811×10~(–20) cm~2；荧光寿命随着Er~(3+)含量增加逐渐减小，Er~(3+)含量为1.60%时荧光寿命为1.149 ms。通过掺杂离子和掺杂浓度的优化，YSZ:Er晶体有望成为一种潜在的激光晶体材料。
关键词：钇稳定立方氧化锆;冷坩埚法;晶体生长;激光晶体
基金资助：国家自然科学基金(51572175)
