γ射線輻照對Cr摻雜MgAl2O4晶體光譜特征的影響

孫貴花, 張慶禮, 羅建喬, 高進云,劉文鵬, 李加紅,2, 陳迎迎,2

(1 中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所,安徽省光子器件與材料重點實驗室, 安徽 合肥 230031;2 中國科學技術大學, 安徽 合肥 230026)

0 引 言

自從1960 年首次用紅寶石晶體實現激光輸出以來,激光經歷了60 多年的快速發展,在光通信、醫療、工業加工和科學研究等許多領域得到了充分利用[1?5],目前正在擴展到外層空間領域。然而,外層空間充滿了各種高能輻射(如X 光、伽馬射線和中子射線),這可能會影響外層空間激光器的性能。由于激光晶體特性對激光性能具有重要影響,因此,研究激光晶體的輻照效應具有重要的意義和價值。

鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)有良好的光學透過率,并且耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊、有較高的硬度和抗彎強度,還具有優良的電絕緣性和化學穩定性,是一種理想的功能材料。研究表明,MgAl2O4具有一定的抗輻射性能,一直以來被用作反應堆壁材料和包裹核廢料的材料[6?9],因此發展以其為基質的激光材料可以為大熔化反應堆的等離子體診斷、鈾同位素分離、空間科學研究和空間通訊等領域提供激光工作物質。近年來摻雜過渡金屬離子的MgAl2O4晶石已引起廣泛關注[10?15],發光波段包含了目前的研究熱點黃光波段和人眼安全波段。

最近,本課題組報道了Cr:MgAl2O4晶體的生長和發光特性[16],其發射主峰的位置在688 nm 處,熒光壽命為4 ms,是實現紅色激光輸出的潛在晶體材料。然而,輻射對其發光特性的影響尚未見報道?！?br>