Приготовление сырья Nd:YLF методом плавления и исследование их кристаллического роста и свойств - 04

2 Результаты и обсуждение

Чтобы получить больше информации о кристаллической структуре, была использована методика Ритвельда для уточнения структуры Nd:YLF. (www.wisoptic.com) образец кристаллического порошка.Структурные данные кристалла YLF были использованы в качестве начальных данных для уточнения.Нд³⁺ и Y³⁺ находятся в одной и той же решеточной позиции в ячейке.Результаты уточнения показаны на Рисунке 7.Можно видеть, что результаты подгонки хорошо согласуются с экспериментальными результатами.Результаты подгонки таких параметров, как кристаллическая константа, координаты атомов, заполненность атомов и температурный фактор, показаны в Таблице 1.Фактор полного спектра подгонкиР_п и утяжеленный полный спектральный факторР_вп 6,39% и 8,31%, соответственно, оба меньше 10%, что еще больше указывает на хорошую чистоту кристалла.После небольшого количества Nd³⁺ добавлен к кристаллу YLF, чтобы заменить положение решетки Y³⁺, кристаллическая структура YLF сама по себе не меняется сильно.Параметры кристаллической ячейки, полученные путем рафинирования,а=б=0,51696 нм,с=1.07412 нм, которые немного больше, чем у чистого кристалла YLF (а=б=0,5164 нм,с=1,0741 нм).Это потому, что ионный радиус Nd³⁺ немного больше, чем у Y³⁺, и когда Nd³⁺ заменяет Y³⁺, это вызывает небольшое расширение в параметрах ячейки.

Рис.7 кривых Ритвельда для рентгеновской порошковой дифракции кристалла Nd:YLF

Таблица 1 Структурные параметры кристалла Nd:YLF, полученные методом рафинирования Ритвельда

Точное определение коэффициента разделения примешанных ионов в кристаллах является важной справочной информацией для руководства подготовкой сырья для кристаллического роста и оптимизации процесса кристаллического роста.Метод LA-ICP-MS может напрямую измерять содержание элементов в твердых образцах.По сравнению с образцами для кислотно-щелочной дигестии, образцы с лазерной абляцией имеют преимущества в виде квази-недеструктивности и простой предварительной обработки образца.Чтобы уменьшить погрешность измерения, были выбраны три образца из начальной части кристалла Nd:YLF (www.wisoptic.com) для проверки массового соотношения элементов.Результаты измерений представлены в Таблице 2.После расчета можно получить, что концентрация Nd³⁺ в кристалле составляет 1,2% атомной доли.Концентрация Nd³⁺ в подготовленных сырьях содержится 4,0% атомной доли, что является концентрацией в расплаве на начальном этапе роста кристалла.Следовательно, коэффициент разделения Nd³⁺ в кристалле Nd:YLF можно рассчитать по формуле (2):

К=Cs/Cl     (2)

В формуле,К в подготовленных сырьях содержится 4,0% атомной доли, что является концентрацией в расплаве на начальном этапе роста кристалла.Следовательно, коэффициент разделения NdC_s3+ ^{в кристалле Nd:YLF можно рассчитать по формуле (2):}КC₌    ⁽²⁾В формуле,^Кявляется коэффициентом разделения дозированных ионов;

 представляет концентрацию дозирования Nd 3+

представляет начальную концентрацию Nd3+ в плавке.Рассчитанный коэффициент разделения Nd³⁺ В кристалле Nd:YLF это 0.3, что выше, чем 0.2 в кристалле Nd:YAG.Большой коэффициент разделения способствует достижению высокой концентрации примеси ионов, тем самым улучшая эффективность лазера.В то же время, большой коэффициент разделения также означает, что примешанные ионы могут легко проникнуть в кристалл, что способствует высококачественному и быстрому росту кристаллов, а также может снизить стоимость роста кристаллов.⁴Я_{Таблица 2 Результаты массового соотношения элементов кристалла Nd: YLF}проверено методом LA-ICP-MS⁴D_{Nd-YLF, изготовленный Wisoptic 03.jpg} + ⁴D_{Nd-YLF, изготовленный Wisoptic 03.jpg} + ⁴D_{Рисунок 8 - спектр передачи Nd:YLF} + ²L_{(www.wisoptic.com)}, ²P_{кристаллический образец в диапазоне 250~1000 нм, измеренный при комнатной температуре.Можно увидеть, что есть всего 8 поглощающих полосы, как отмечено на рисунке, соответствующие переходам энергетических уровней Nd.}, ⁴Г₃₊ + ⁴Г _от + ²9/2 _{в разные возбужденные состояния}, ⁴Г_1/2, ⁴F_3/2, ⁴S_5/2 + ⁴F_15/2, ⁴F_1/2 + ²H_7/2и ⁴F_9/2К

9/2