大功率激光二极管的出现及其迅猛发展,为研究新的激光晶体提供了条件。本论文介绍了激光晶体研究的趋势以及稀土激光晶体的研究进展。对Nd:GdVO₄晶体掺杂Ca²⁺离子以改善其拉曼性能,使之成为激光自拉曼变频晶体的可行性做了初步的研究。GdVO₄ 晶体属于四方晶系,具有锆石结构,空间群为D_4h-I4₁/amd。采用Czochralski 法,在转速为10r.p.m 和拉速为1²mm/h 下成功地生长出了具有不同掺杂浓度的Nd:Ca_xGd_1-xVO₄单晶。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了Nd³⁺离子在Ca_0.08Gd_0.92VO₄晶体中的浓度,据此计算了有效分凝系数,其平均值为0.71。同时用化学浸蚀法研究所生长晶体的位错密度,结果表明降低晶体的生长速率有利于减小晶体的位错密度。测试了常温下Ca_xGd_1-xVO₄ 晶体的拉曼光谱,根据群论对称性分析法对Ca_xGd_1-xVO₄ 的拉曼光谱的谱线进行归属,并利用拉曼增益系数分析了Ca²⁺离子掺杂浓度对Ca_xGd_1-xVO₄晶体拉曼性能的影响。测试了Nd:Ca_0.08Gd_0.92VO₄晶体的吸收光谱和荧光光谱。结果表明,Nd3+离子掺杂浓度为1.48at.%的Nd:Ca_0.08Gd_0.92VO₄晶体在808nm 的吸收截面为6.533×10^-20cm²,半峰宽为13nm,有利于808nm 激光二极管的泵浦。应用Judd-Ofelt 理论计算了Nd³⁺在Nd:Ca_0.08Gd_0.92VO₄晶体中的光谱参数,其辐射寿命τ_R 和发射截面σ_em 分别为125.8μs 和43.8×10^-20cm²。