高质量Tb3Sc2Al3O12磁光晶体的生长及性能

Tb3Sc2Al3O12 （TSAG）晶体具有高透过率、高激光损伤阈值、低吸收系数以及比Tb3Ga5O12（TGG）更为优异的磁光性能，被认为是理想的磁光材料；但由于晶体在生长过程中会累积大量的热应力，并且出现成分偏析的现象，导致晶体在后期加工和使用过程中容易开裂，严重限制了该晶体的应用。本文通过优化生长工艺，采用提拉法成功生长了高质量且完整无开裂的TSAG磁光晶体。将生长所得的单晶经定向、切割及抛光后获得尺寸合适的样品，并对其热学性能和光学性能进行了系统表征。结果显示，TSAG晶体在400~1 500 nm波段透过率达到84%左右，热学性能优于目前商业化应用较好的TGG晶体，在高功率下应用时变形较小且散热更快，将更好地保护器件安全。TSAG晶体的Verdet常数约为TGG晶体的1.2倍，且晶体生长过程不存在Ga2O3挥发等问题，制备较为简单，有望在可见近红外波段实现商业化应用。