Préparation des matières premières Nd:YLF par méthode de fusion et étude sur leur croissance cristalline et leurs propriétés - 04

2 Résultats et discussion

Afin d'obtenir plus d'informations sur la structure cristalline, la méthode de Rietveld a été utilisée pour affiner la structure de Nd:YLF. (www.wisoptic.com) échantillon de poudre de cristal.Les données structurelles du cristal YLF ont été utilisées comme données initiales pour le raffinement.Et³⁺ et Y³⁺ sont dans la même position de réseau dans la cellule unitaire.Les résultats de raffinement sont présentés dans la figure 7.Il est possible de constater que les résultats de montage sont en bonne accord avec les résultats expérimentaux.Les résultats de ajustement des paramètres tels que la constante de réseau, les coordonnées atomiques, l'occupation atomique et le facteur de température sont affichés dans le Tableau 1.Le facteur de spectre complet adaptéR._page et facteur de spectre complet pondéréR._wp sont respectivement de 6,39% et 8,31%, tous deux inférieurs à 10%, ce qui indique davantage que le cristal a une bonne pureté de phase.Après une petite quantité de Nd³⁺ est ajouté au cristal unique YLF pour remplacer la position de la réseaux de Y³⁺, la structure de phase cristalline de YLF elle-même ne change pas beaucoup.Les paramètres de la cellule cristalline obtenus par affinement sontun=b=0,51696 nm,c=1.07412 nm, qui sont légèrement plus grandes que celles du cristal YLF pur (un=b=0,5164 nm,c=1,0741 nm).Cela est dû au rayon ionique de Nd³⁺ est légèrement plus grand que celui de Y³⁺, et quand Nd³⁺ remplace Y³⁺, cela provoque une légère modification d'expansion dans les paramètres de la cellule unitaire.

Fig.7 courbes de ajustement Rietveld de diffraction cristalline à rayons X du cristal Nd:YLF

Tableau 1 Paramètres structurels du cristal Nd:YLF obtenus par la méthode de raffinement Rietveld

La détermination précise du coefficient de ségrégation des ions dopés dans les cristaux est une référence importante pour guider la préparation des matières premières pour la croissance des cristaux et l'optimisation du processus de croissance des cristaux.La méthode LA-ICP-MS peut mesurer directement le contenu d'éléments dans des échantillons solides.Par rapport aux échantillons de digestion acido-basique, les échantillons d'ablation laser présentent les avantages d'être quasi non destructifs et d'une prétraitement simple des échantillons.Afin de réduire l'erreur de mesure, trois échantillons ont été sélectionnés à partir de l'épaule initiale du cristal Nd:YLF (www.wisoptic.com) pour tester le rapport de masse des éléments.Les résultats de mesure sont présentés dans le tableau 2.Après calcul, il peut être obtenu que la concentration de Nd³⁺ dans le cristal se trouve une fraction atomique de 1,2%.La concentration de Nd³⁺ dans les matières premières préparées se trouve une fraction atomique de 4,0%, qui est la concentration dans le mélange au début de la croissance des cristaux.Par conséquent, le coefficient de ségrégation de Nd³⁺ en cristal Nd:YLF peut être calculé par la formule (2) :

K=Cs/Cl     (2)

Dans la formule,K dans les matières premières préparées se trouve une fraction atomique de 4,0%, qui est la concentration dans le mélange au début de la croissance des cristaux.Par conséquent, le coefficient de ségrégation de NdC_s3+ ^{en cristal Nd:YLF peut être calculé par la formule (2) :}KC₌    ⁽²⁾Dans la formule,^Kest le coefficient de ségrégation des ions dopés ;

 représente la concentration de dopage de Nd 3+

représente la concentration initiale de Nd3+ dans la fusion.Le coefficient de ségrégation calculé de Nd³⁺ Le cristal Nd:YLF a un taux de 0,3, ce qui est plus élevé que 0,2 pour le cristal Nd:YAG.Un grand coefficient de séparation est propice à réaliser une concentration élevée d'ions, améliorant ainsi l'efficacité du laser.En même temps, un grand coefficient de ségrégation signifie également que les ions dopés peuvent facilement pénétrer dans le cristal, ce qui favorise une croissance de cristal de haute qualité et rapide, et peut également réduire le coût de la croissance de cristal.⁴Je_{Tableau 2 Les résultats de la proportion de masse des éléments du cristal Nd: YLF}testé par la méthode LA-ICP-MS⁴D_{Nd-YLF fabriqué par wisoptic 03.jpg} + ⁴D_{Nd-YLF fabriqué par wisoptic 03.jpg} + ⁴D_{La figure 8 est le spectre de transmission du Nd:YLF} + ²L_{(www.wisoptic.com)}, ²P_{échantillon de cristal dans la plage de 250~1000 nm mesuré à température ambiante.Il peut être vu qu'il y a un total de 8 bandes d'absorption, comme marquées sur la figure, correspondant aux transitions de niveau d'énergie de Nd.}, ⁴G.₃₊ + ⁴G. _depuis + ²9/2 _{à différents états excités}, ⁴G._1/2, ⁴F_3/2, ⁴S_5/2 + ⁴F_15/2, ⁴F_1/2 + ²H_7/2et ⁴F_9/2K

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