作者简介：姚文苇(1981-)，女，山东人，讲师，硕士，主要从事超声工程及材料性能的研究。 分离定律
基金项目：陕西学前师范学院校级科研基金项目资助（掺质YAP 晶体点缺陷结构及释光性能研究2015YBKJ035）。掺质YAP晶体结构及释光性能
姚文苇
（陕西学前师范学院，陕西西安
710100）
摘
要：YAP 晶体以其斜方晶系结构导致的各向异性和高低增益的单晶取向的结构优势，使其具有熔点低、晶体生长提拉速
度快的优势、稀土离子在YAP 晶体分凝系数大，输出线偏振激光等优势，成为一种广泛应用的激光晶体 和闪烁晶体基质材料计量材料，广泛于电离辐照计量领域。本文首先介绍了掺质YAP 晶体相比YAG 晶体作为释光材料具备的结构优势；然后，详细分析了几种掺质（铈、锰、铜）铝酸钇晶体的的释光性能。
关键词：YAP 晶体；掺质；热释光；发光谱线；发光谱线
引言：美国的Weber 与苏联的科学家于上世纪60年代末发现了YAP 优异的激光性能，从而在使掺质铝酸钇晶体的研究成了一个新的热点。首先，其斜方晶系结构导致的各向异性，使其不仅具有与YAG 相似的物化性能，还能抑制由于激光热效应所产生的双折射现象，输出偏振光等等优势。其次其高低增益的单晶取向，使其分别应用于连续、脉冲激光器件，还可用于Q 开关[1-2]。再次，YAP 晶体中掺质离子的分凝系数比YAG 晶体高几倍，从而使得其单晶生长过程中的利用率高，速度快。由于其释光性能还被以计量材料广泛于电离辐照计量领域如环境剂量检测、医疗器械诊断、深空计量探测等。本文将讲述近几年来对YAP 掺质后晶体的结构特征及释光性能研究的发展，并对存在未解决问题进行技术研究与探讨，希望给从事此方面研究的相关人员提供一些参考。
一、材料的热释光与光释光企业供求
（一）热释光。材料的热释光(Theroluminescence,TL)是物质预先吸收了辐射能量之后受热激发所发出的光，不能与物质加热到白炽化时自发发射的光混淆。物质能吸收并能储存辐射能量是在辐射剂量
方面的应用基础。TL 性能的产生来源于材料中负离子空位形成的电子陷阱束缚的电子受外界能量激发时和复合中心的复合发光。热释光的一个非常重要的特点是一次发光，为了使已产生热释光的材料再次发光，必须采取再次辐照该材料的方法，仅仅通过简单的冷却样品后再加热的想法是不可能使其再次发光的。在其正常热释光发光过程中，其发光强度与温度之间的变化曲线可用来描述该材料的相关变化特性。
生存与尊严
（二）光释光。光释光（Optically Stimulated Luminescence ，OSL ），固体的一种特征发光现象，即通过采用光激励的方法使其发光，其机理是因某些介质长期受U 、Th 等放射性物质的辐射作用等，介质内（如样品中的石英及长石）所接收到的辐射剂量不断积累，即受辐照的样品在还未达到饱和之前，总剂量是时间的函数。对于固体的光释光现象，其光强强度取决于激发光源发射功率和发出光的频率，在满足激发的条件下（频率达到一定的条件），维持光源固定及激发功率不变的条件下，固体
杨宪益>百美图之释光的光的总量则取决于固体中的储能电子的数目，并且与其成正比关系。
（三）激光材料的特性。作为激光基质材料具备的基本要求：（1）可以掺入较高浓度的激活离子，浓度淬灭效应小，荧光寿命长。（2）制备工艺简单，加工容易，成本低并可以获得大尺寸的晶体。（3）具有良好的物理、化学和机械性能，热导率高，化学稳定性好，高功率密度等优点。（4）掺入的激活离子具有有效的激励光谱和大的受激发射截面，吸收光谱与泵浦光的辐射光谱存在较多重叠。
广西中医学院学报（5）具有较高的荧光量子效率。（6）工作频率范围透明，当激光产生心时不会引起吸收的显著增加。（7）光学质量高，缺陷少，内应力小，不产生入射光的波面畸变偏振态的变化。
二、YAP 晶体结构及掺质后的特性
（一）YAP 晶体的性能优势。由于YAP 属结构复杂，内部存在缺陷。这些缺陷导致在晶体的禁带从而形成局部能级，扮演施主或受主的角，所以YAP 晶体可以作为一种释光基质材料之一。而YAP 晶体本身具有各向异性等特点，可通过选择激光棒的不同取向．使激光发射波长可调整。同YAP 晶体的双折射特性可以克服热应力感应双折射和双聚焦在高平均功率下对偏振和基模运转的限制，所以YAP 晶体在高技术领域应用中的许多特点是YAG 晶体所无法比拟的。该晶体的固有双折射特性可以极其地降低热致退偏振现象还可以减小热透镜效应对光束质量造成的危害。从具体的物理性能数据可以看出，YAP 晶体相对YPG 晶体存在以下几点优势：一、熔点低；二、晶体生长提拉速度更快；三、某些稀土离子分凝系数大；四、可以正交输出线偏振激光。目前在研究中YAG 晶体被广泛应用，然而YAP 晶体使用相对较少，所以YAP 晶体可以成为一种应用的激光晶体和闪烁晶体基质材料。
（二）掺质YAP 晶体的特性。YAP 晶体中心是晶体中的一种点缺陷，目前用于工作的多是立方晶体中的类型心。心激光晶体能在红光到红外很宽的波段上调谐，而且激光质量好，还能用作被动的激光开关。但需要在低温下工作。年以来，通过掺入杂质方法来稳定心，研制出许多在室温工作的心
掺质YAP 晶体结构及释光性能
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