1. 研究目的与意义
我国是世界稀土资源最丰富的国家，元素周期表中从原子序数57~71的15个镧系元素加上钪和钇共17个稀土元素，无论它们被用作发光（荧光）材料的基质成分，还是被用作激活剂，共激活剂，敏化剂或掺杂剂的发光材料，一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。进入二十一世纪以后，随着一些高新技术的发展，稀土发光材料科学和技术又进入了新的活跃期，他为今后主导地位的平板显示，第四代新照明光源，现代医疗电子设备，更先进的光纤通信和源头创新提供可靠的依据和保证。
稀土掺杂光学材料在信息处理、光纤通信、激光技术、医学等领域有着广泛的应用。稀土元素具有一般元素所无法比拟的光谱学性质，使稀土发光材料被广泛应用于发光、显示、光信息传递、太阳能光电转换、x射线影像、激光、闪烁体等领域。
在稀土离子中，tm3 离子以其非常丰富的能级分布，被认为是用于近红外光器件和上转换固体激光器的优异稀土离子。yb3 是著名的敏化剂，它只有两个多重态，由它的光谱图可以知道yb3 有较宽的吸收谱（800-1064nm），可以有多种抽运源，在980nm 处有强吸收锋，因此掺镱光纤放大器抽运源可采用技术成熟的980nm半导体激光器，yag是钇铝石榴石的简称，，是由y2o3和al2o3反应生成的一种复合氧化物，属立方晶系，具有石榴石结构。石榴石的晶胞可看作是十二面体、八面体和四面体的链接网。yag基质由于良好的物理和机械性能，成为首选的基质晶体。但tm3 离子在980nm波段没有任何吸收峰，也就无法利用目前商用的激光二极管作为抽运源，研究人员发现在tm:yag晶体中掺入稀土yb3 离子作为敏化剂，可有效的吸收泵浦光，进而实现近红外光的发射。yb:yag晶体是一种发展前景巨大的固体激光工作物质，yb:yag是三价镱离子(yb3 )掺入钇铝石榴石（yag）基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体，由于 yb4 离子具有 4f13 电子结构，它的吸收和发射谱带简单，激光上能级无激发态自吸收和上转换，辐射量子效率高，峰值位于 940nm 和 970nm 的吸收线宽宽，吸收系数大与 ingaas 二极管发光波长很好配，非常适合 ld 泵浦，加上 yag 晶体基质的优异 光学和导热性能，因而是高效率高平均功率 ld 泵浦激光器的理想工作物质。
2. 研究内容和预期目标
本毕业论文主要研究yb,tm共掺yag晶体。研究yb,tm:yag晶体的生长及光谱性能，为其在近红外光器件和上转换固体激光器中的应用提供理论依据。
本论文具体内容如下：
（1）通过文献调研了解yb离子体系，yb离子掺杂yag晶体的结构和物性特征。
3. 研究的方法与步骤
一、yb,tm共掺yag晶体的生长及光谱性能研究方法及步骤：
（1）采用提拉法生长掺杂浓度yb离子5at.%,tm离子4at.%的yb,tm:yag单晶体。
将原料放进坩埚，然后把坩埚放入盛有绝热材料的加热炉中。原材料在高温下转变为熔体，提拉杆上放置一个单晶核，然后讲晶核下端部分浸入熔体中。在晶核和熔体的交界面中不断进行分子原子的有序排列，这样提拉杆旋转着往上提拉，单晶体就缓慢生长起来了.
4. 参考文献
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5. 计划与进度安排
1．2022.12. 6～2022.2.26 学生与指导老师见面，根据指导老师的建议查阅文献资料；
2．2022.2.27～2022.3.12 开学后，向指导老师汇报情况，并根据任务书写出开题报告；
3．2022.3.13～2022.5.7学生根据调研资料和指导老师要求进行实验，并进行数据分析，及时与教师交流实验进展，及时解决出现的问题；
