Growth, structure refinement, thermal expansion and optical spectroscopy of Tm3+-doped MgMoO4

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作者
К. А. Субботин,Anatolii I. Titov,D. A. Lis,Y.I. Zimina,Y.S. Didenko,Ghassen Zin Elabedine,Kirill Eremeev,R. Solé,Magdalena Aguiló,Pavel A. Volkov,П. А. Попов,Е. В. Чернова,Xavier Mateos,Patrice Camy,Xavier Mateos,Pavel Loiko
出处
期刊:Optical Materials [Elsevier BV]
卷期号:138: 113648-113648 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.optmat.2023.113648
摘要

Thulium-doped magnesium molybdate single-crystal (Tm3+:MgMoO4) was grown by the Czochralski method (melting point: 1322 °C). The actual Tm3+ doping level was measured to be 0.1 at.% (the segregation coefficient was only 0.02). Tm:MgMoO4 belongs to the monoclinic class (sp. gr. C2/m, lattice constants: a = 10.2769(2) Å, b = 9.2898(5) Å, c = 7.0269(4) Å, β = 106.898(6)°). The thermal expansion tensor of this crystal is determined. Its thermal conductivity is also measured at 50–300 K (at room temperature, it amounts to 2.64 Wm−1K−1). Polarized Raman spectra are presented and the strongest mode is found at 957 cm−1. Optical spectroscopy of Tm3+ ions is studied indicating broad emission bands extending beyond 2 μm (the 3F4 → 3H6 transition) and a long lifetime of the 3F4 excited-state (1.972 ms). This makes Tm:MgMoO4 promising for broadly tunable and mode-locked lasers, when the technological problem of fabricating crystals with higher Tm3+ concentrations will be solved.
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