本项目计划研究具有受激拉曼散射效应的新型激光拉曼晶体,使之成为具有黄-橙波段输出的固体激光器的核心材料之一。该波段激光可应用于生物分析研究、医疗技术、光信息复合全息存储、海洋探测、激光导航、城市灯光工程和影视舞台美术技术等方面的。项目以锆石型晶体为研究目标,通过研究这类晶体的合成路线和制备方法;探索晶体生长的最佳工艺和控制条件;测试晶体的光谱特性和相关激光性能;考察化学组成、化学键、晶体结构与激光拉曼效应的关系;寻找晶体微观结构与性能之间的影响规律。为设计合适的新型拉曼激光器件和开发出黄-橙波段的激光器提供理论和实验依据。
本项目以研发新波段固体拉曼激光器中的核心材料- - 激光拉曼晶体为目标,以锆石型晶体为主要研究对象,通过掺入碱土金属离子、稀土离子和调整阴离子基团成分等方法,研究这类晶体的合成路线和制备方法;探索晶体生长的最佳工艺和控制条件;测试晶体的光谱特性和相关激光性能;考察化学组成、化学键、晶体结构与激光拉曼效应的关系;同时,以其他结构类型的优秀拉曼晶体为比较研究,寻找晶体微观结构与性能之间的影响规律。为设计合适的新型拉曼激光器件和开发出黄-橙波段的激光器提供理论和实验依据。研究结果表明在钒酸盐晶体中掺入碱土离子,其拉曼频移光谱的强度有增强的趋势;掺镥离子的钒酸盐晶体,受激拉曼增益系数大于YVO4;并观察到黄色(一阶)、橙色(二阶)、红色(三阶)Stokes光及蓝色的一阶反Stokes光。另外,Ba3(VO4)2 晶体也表现出较好的受激拉曼性能,初步估算出Ba3(VO4)2晶体的阈值小于YVO4晶体的阈值,拉曼增益系数约为39.6 cm/GW,可能是一种潜在的激光拉曼晶体。本项目在研期间已正式发表研究论文13篇,其中SCI或EI刊物11篇,另有3篇论文已录用待发表(均为SCI或EI收录)。