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论文选择SrLaGa3O7晶体作为基质晶体进行研究,该晶体属于四方晶系ABC3O7—(A=Ca,Sr,Ba;B=Y,La-Gd;C=Al,Ga)—晶族中的一员,具有部分无序的黄长石结构,物化性能良好、声子能量较低,而且同成分熔化,可用丘克拉斯基法(提拉法)生长优质大尺寸单晶。选择Er3+为激活离子,进行了Er3+激活的SrLaGa3O7晶体的研究。首先,采用固相烧结法合成SrLaGa3O7多晶原料,研究了晶体的生长工艺技术。利用提拉法生长了不同Er浓度掺杂和不同敏化离子掺杂的Er:SrLaGa3O7优质单晶,共五种掺杂类型,即 Er:SrLaGa3O7,Er,Eu:SrLaGa3O7,Er,Nd:SrLaGa3O7,Yb,Er:SrLaGa3O7和Yb3+/Er3+/Pr3+:SrLaGa3O7系列晶体。进行了晶体的XRD物相分析、晶体的定向以及晶体中掺杂离子的浓度测定等,计算并得到了掺杂离子的分凝系数等。其次,在室温下分别测试了各晶体的光谱性能。利用Judd-Ofelt理论(J-O理论)分析了单掺Er3+:SrLaGa3O7晶体的吸收谱,得到了一些十分重要的光谱参数,并分析了不同Er离子浓度对于晶体光谱性能的影响。对于双掺和三掺的Er:SrLaGa3O7系列晶体,对于共掺敏化(Yb3+、Nd3+)和退激活离子(Eu3+、Pr3+)引起的光谱性质、光谱参数等的变化进行了比较和分析,详细研究了各晶体中的敏化和退激活离子的敏化及退激活效应。结果表明:Er3+SrLaGa3O7晶体在980nm处有宽而强的吸收,半高宽为28nm,适用于商业化的980nm InGaAs LD泵浦。共掺Eu3+、Pr3+离子后,都能够有效地减弱晶体中的近红外竞争性发光,同时还可以抑制2.7 μm中红外激光对应的Er:4I11/2→4I13/2跃迁的自终态瓶颈效应,从而有利于实现2.7μm中红外激光输出。在掺入Yb3+离子后,在980 nm处的吸收增强,有利于晶体对商业化的980 nm InGaAs LD泵浦光的吸收,但是不能有效的抑制竞争性发光和自终态瓶颈效应;共掺Nd3+后,离子不仅可以增加对808nm泵浦光的吸收,还可以抑制竞争性发光和自终态瓶颈效应,从而有利于中红外激光输出。在Er3+/Yb3+/Pr3+:SrLaGa3O7晶体中,通过Yb3+:4F5/2到Er3+:4I11/2能级的能量传递,Yb3+可以增大Er3+对泵浦光的吸收;掺入Pr3+则能有效的抑制自终态效应和竞争性发光,从而有利于实现中红外波段的激光。最后,我们还进行了简要的速率方程和能量传递的研究。综上所述,我们首次生长了Er3+激活,Eu、Yb、Pr、Nd等敏化及.退激活离子共掺的SrLaGa3O7晶体,并且通过本论文较为系统的研究工作,发现Er3+/Eu3+SrLaGa3O7、Er3+/Nd3+:SrLaGa3O7和Er3+/Yb3+/Pr3+:SrLaGa3O7晶体具有实现LD泵浦的2.7 μm中红外激光输出的巨大潜力。