鐿元素對鎢酸鋇性能的影響

鐿（Ytterbium，Yb）是一種典型的稀土元素。鐿離子具有簡單的能級結構、較高的能量轉換效率、較長的熒光壽命和能有效地儲存能量等特點，在激光基質晶體中，其吸收波段受晶體場作用會産生能級分裂，形成准三能級的運行機制，與激光二極管泵浦源InGAs發射波長能有效耦合。近年來，由此開發的固體激光器在水下通訊和彩色打印等較多的領域中得到應用。下面主要介紹的是鐿元素對鎢酸鋇（BaWO4）性能的影響。

研究表明，BaWO4晶體屬￿四方晶系，其空間群爲I41/a，晶胞參數a爲0.561nm，c爲1.271nm。在該晶體的微結構中，Ba2+的周圍有8個相鄰近的氧離子可以定位成兩套相互穿插變形的四面體。如果摻入一些Yb3+，幷不是改變BaWO4的四方晶系結構，而是會取代部分Ba2+的格位， 

由于鐿離子半徑（85.8pm）與鋇離子半徑（135pm）相差較大，一般情况下，Yb3+較難取代Ba2+進入晶格，所以分凝係數較小，摻鐿鎢酸鋇晶體的分凝係數在0.2左右。隨著濃度增加，分凝係數有隨之减小趨勢。

透過光譜測試表明，在400~3000nm的波長範圍內，摻鐿鎢酸鋇晶體的光透過率較高，可達80%，是一種新型的激光基質晶體。

摻鐿鎢酸鋇晶體的生産方法：一是先采用液相法合成BaWO4，即以鎢酸鈉和硝酸鋇爲原材料，然後將産物進行離心和燒結即可；二是合成鎢酸鐿（Yb2(WO4)3），即以氧化鐿、硝酸和鎢酸鈉爲原料，然後將産物進行離心和燒結即可；三是按照摻鐿所需濃度的比例，將Yb2(WO4)3加到BaWO4中，混合均勻後用提拉法生成晶體。

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