Préparation des matières premières ND: YLF par méthode de fusion et étudiez sur leur croissance cristalline et leurs propriétés - 01

Contexte de recherche

LithiumYttriumFluorure (liyf₄, Ylf) Crystal a de nombreuses excellentes propriétés telles que le faible point de fusion, l'énergie phonon faible, l'effet de petite lentille thermique, la polarisation naturelle, etc. Il s'agit d'un matériau à matrice laser avec d'excellentes performances. YLF appartient à la structure tétragonale de Scheelite, et le groupe spatial est i4₁/un. Y³⁺Les ions sont facilement remplacés par d'autres ions luminescents de terres rares trivales (re³⁺= Nd3+, Yb³⁺Er³⁺, PR³⁺, CE³⁺, Dy³⁺, etc.) Pour former des cristaux laser re: ylf sans avoir besoin d'une compensation de charge, et peut atteindre la sortie dans différentes bandes de l'ultraviolet au milieu infrarouge. Parmi eux, ND: YLF est un cristal laser à bande proche infrarouge proche, qui a des applications importantes dans la fusion laser, le traitement médical laser, le traitement laser et d'autres domaines. Ces dernières années, il est devenu l'un des points chauds de la recherche sur les cristaux laser.

Il existe de nombreuses méthodes de croissance des cristaux laser au fluorure, comme la méthode Czochralski, la méthode de descente du creuset, la méthode d'épitaxie et la méthode de fusion de la zone. Dans ces méthodes de croissance, les composés binaires disponibles dans le commerce YF3, LIF et RARE Earth Ref3 sont généralement utilisés comme matériaux de croissance initiaux. Étant donné que les matières premières au fluor binaire sont extrêmement sensibles à l'oxygène et à l'humidité dans l'environnement, ils sont très faciles à réagir avec eux pour former des oxydes de fluor avec des points de fusion élevés lors de la préparation des matières premières et de la croissance cristalline. Pendant le processus de croissance des cristaux de la méthode Czochralski, ils flottent à la surface de la fonte Re: Ylf, ce qui rend difficile la croissance du cristal normalement, et ils sont faciles à devenir le cristal pour former des inclusions, affectant la qualité du cristal. Au début, certains chercheurs ont utilisé un traitement à la fluoration à haute température pour synthétiser des matériaux polycristallins de fluorure de lithium yttrium, mais parce qu'il s'agissait d'une synthèse en phase solide, la réaction ne pouvait pas être complète, et il y avait des problèmes tels que la petite synthèse unique et la pollution par le gaz HF. Heureusement, la phase de cristal YLF est très stable et pas facile à réagir avec l'eau et l'oxygène. Par conséquent, le développement de la technologie de préparation des matières premières polycristallins de phase cristalline re: YLF est l'un des facteurs clés pour atteindre une croissance cristalline de haute qualité. Ces dernières années, il y a également eu des rapports sur l'utilisation de méthodes hydrothermales pour préparer des matériaux micro-nanocristallins au fluor, qui présentent les avantages de méthodes de préparation simples et de pureté de phase cristalline élevée et peuvent être utilisées pour la croissance cristalline. Cependant, la quantité de matières premières préparées à la fois est petite, ce qui n'est pas propice à la production de masse. L'atmosphère de croissance est un facteur important affectant la croissance des cristaux de la série YLF. Dans les premières études, les gaz tels que AR et N₂ont été utilisés comme atmosphères de croissance cristalline, mais en raison de la présence de fluorures ou d'oxydes de fluorure dans les matières premières utilisées, ainsi que des traces de O₂Et l'humidité restant dans la fournaise, le problème des objets flottants était difficile à surmonter. L'utilisation de gaz HF peut surmonter efficacement la formation d'objets flottants, mais il est très corrosif pour le système de croissance cristalline. Récemment, CF₄gaz ou un gaz mixte d'AR et de CF₄Avec moins de corrosivité a été utilisé comme atmosphère de croissance, mais il y a toujours un problème de dommages aux équipements auxiliaires tels que le système à vide du four à cristal, qui n'est pas propice à la croissance stable des cristaux et à la réduction des coûts.

Cette étude a utilisé un dispositif de fusion presque fermé de manière innovante, combiné à une technologie de récupération de fusion et à des objets flottants à haute température, pour obtenir une réaction de fusion complète des matières premières et une récupération complète des objets flottants, et d'obtenir des matières premières en phase cristalline de haute pureté de haute pureté; et effectué une croissance cristalline dans une atmosphère AR de haute pureté pour obtenir des cristaux complets. Le coefficient de ségrégation de nd³⁺Les ions dans le cristal ont été testés, et l'analyse de diffraction de la poudre à rayons X (XRD), la courbe de bascule des rayons X (XRC), le spectre d'absorption et le spectre de fluorescence ont été caractérisés et analysés. Cette étude fournit une nouvelle façon d'atteindre la croissance des cristaux de série de fluorures de lithium de lithium de haute qualité et à faible coût.