本发明涉及激光材料，尤其是涉及一种铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体及其制备。
背景技术：
1、随着时代的信息化进程，人们对特殊波段激光的需求越来越多。这一情况促使相关领域的研究重点向新波段高性能激光器转变。红外光谱通常被分为三个区域：近红外区(0.75～2.5μm)、中红外区(2.5～25μm)和远红外区(25～300μm)。其中，近中红外波段激光由于在生活中的宽广的应用领域得到了广泛的关注。由于应用需求的差别，不同的领域对红外波长的范围有不同定义。在激光领域中，一般将近中红外的波长范围定为1-5μm。近中红外波段激光在医疗、军事、通信探测等方面有着重要的应用。而现阶段对于近中红外波段激光晶体及高性能近中红外波段晶体的制备的研究及技术较少。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足而提供一种基质声子能量低、输出功率高的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体及其制备。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体，该晶体的化学式为tmxhoyy1-0.5(x+y)sc1-0.5(x+y)o3，
4、其中，x的取值范围0.01-0.2；y的取值范围为0.001-0.05。
5、进一步的，tmxhoyy1-0.5(x+y)sc1-0.5(x+y)o3中，所述x取0.05，y取0.005。
6、一种铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，包括以下步骤：
7、s1：按化学计量比，将钪源、钇源、铥源和钬源的粉末称量后，混合均匀得到混合原料；
8、s2：对混合原料进行压结、后烧结，然后装入坩锅；
9、s3：对坩埚加热，生长晶体，生长结束后降至室温，即得到所述铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体。
10、进一步的，步骤s1中，所述钪源选择氧化钪、钇源选择三氧化二钇、铥源选择氧化铥，钬源选择氧化钬。
11、进一步的，步骤s2中，所述压结的压力为1.5-2.5mpa。
12、进一步的，步骤s2中，所述烧结的温度是1400-1600℃，烧结的时间不少于24h。
13、进一步的，步骤s2中，还包括，将坩埚放入导模炉中，抽真空，后充入惰性气体。
14、进一步的，所述导模炉中温度为2100-2300℃。
15、进一步的，抽真空直至导模炉中环境为8pa以下。
16、进一步的，步骤s3中，生长结束后降至室温的时间不少于24h。
17、进一步的，步骤s3中，采用导模法生长晶体。
18、本发明通过790nm波长的ld泵浦tm3+离子和ho3+离子共掺的激光增益介质，提高tm3+掺杂浓度，进而增加对泵浦光的吸收，且tm3+离子在2μm处有双光子效应，可以大大提高ho3+离子在～2μm波段的发光效率，从而实现tm/ho共掺的增益介质～2μm波段超快锁模激光输出。
19、ho3+离子在中红外激光输出主要在～2μm、～2.9μm和～3.9μm对应的能级发生跃迁，分别是5i7→5i8、5i6→5i7和5i5→5i6，ho3+离子～2μm波段的激光目前已实现了实用化，处于吸收带内的laser diode(ld)因为输出功率和发光强度较低，不能有效耦合，故需要掺杂tm3+离子作为敏化剂。
20、tm3+离子的主要吸收带对应3h6→3h4跃迁，波长为800nm附近，与gaasal激光二极管的发射波长非常吻合，因此，大功率gaasal激光器可以作为tm3+离子掺杂激光介质泵浦源。tm3+离子近中红外波段主要的发光有：1.5μm、2μm、2.3μm分别对应的跃迁为3h4→3f4、3f4→3h6、3h4→3h5。目前研究较多并实用化的是～2μm波段激光，这是因为tm3+离子的3h4和3f4的能级与3f4和3h6的能级间距非常接近，极易产生双光子发射现象。通过0.8μm泵浦光将基态能级3h6的粒子激发至3h4能级，通过交叉弛豫3h4+3h6→3f4+3f4的过程，在3f4能级得到两倍的粒子数，然后通过3f4→3h6跃迁，产生～2μm激光，这就是tm3+在～2μm处的双光子效应，理论上量子效率可以达到200％。
21、又ysco3晶体在外延过程中具有机械和化学稳定性，而且晶格参数范围可调，因此非常适合用作衬底晶体；声子能量相对较低，为400cm-1，有利于减少多声子弛豫引起的非辐射跃迁；晶体场强度较强，能级劈裂相对较宽，这样就更有利于拓宽tm/ho共掺的～2μm波段光谱的带宽，大的谱带宽度非常有利于短脉冲的压缩，获得更短脉冲宽度的超快激光。
22、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
23、本发明制备的晶体材料具有比现有基质更高功率激光输出功率的激光材料；
24、同时，本发明制备的晶体材料能实现高效2微米附近中红外波段激光输出，又中红外波段激光在医疗、军事、通信探测等方面有着重要的应用，覆盖了大气通讯窗口区，适用于大气通讯，基于这些优良的特性和脉冲激光，本发明制备的晶体材料在科学界、工业界和军事界广泛的应用。
1.一种铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体，其特征在于，该晶体的化学式为tmxhoyy1-0.5(x+y)sc1-0.5(x+y)o3，
2.根据权利要求1所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体，其特征在于，tmxhoyy1-0.5(x+y)sc1-0.5(x+y)o3中，所述x取0.05，y取0.005。
3.一种如权利要求1所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钪源选择氧化钪、钇源选择三氧化二钇、铥源选择氧化铥，钬源选择氧化钬。
5.根据权利要求3所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述压结的压力为1.5-2.5mpa。
6.根据权利要求3所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述烧结的温度是1400-1600℃，烧结的时间不少于24h。
7.根据权利要求3所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，步骤s3中，对坩埚加热前，还包括，将坩埚放入导模炉中，抽真空，后充入惰性气体。
8.根据权利要求7所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，所述导模炉中温度为2100-2300℃。
9.根据权利要求7所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，抽真空直至导模炉中环境为8pa以下。
10.根据权利要求3所述的铥钬共掺钪酸钇中红外波段激光晶体的制备方法，其特征在于，步骤s3中，生长结束后降至室温的时间不少于24h。
